电冰箱的制冷工作原理包括管路中制冷剂的循环过程以及箱室内部冷气的循环过程。
1.制冷循环
电冰箱主要是利用制冷剂的循环和状态变化过程进行能量的转换，从而降低箱室内的温度，来实现制冷目的。下图为典型电冰箱的制冷循环示意图。从图中可以看出，压缩机为制冷剂循环提供动力，冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器等部件是制冷剂循环系统中的各种功能器件。制冷剂在压缩机的驱动下完成循环，进行能量转换，实现制冷。
压缩机工作后，将内部制冷剂压缩成为高温高压的过热蒸汽，然后从压缩机的排气口排出，进入冷凝器。冷凝器的功能是将制冷剂的热量散发给周围的空气，使得制冷剂由高温高压的过热蒸气冷凝为常温高压的液体，然后经干燥过滤器后进入毛细管。制冷剂进入毛细管被节流降压后变为低温低压的制冷剂液体，再进入蒸发器。在蒸发器中，低温低压的制冷剂液体吸收箱室内的热量而汽化为饱和气体，这就达到了吸热制冷的目的。最后，低温低压的制冷剂气体经压缩机吸气口进入压缩机，开始下一次循环。
目前，电冰箱的种类较多，多数电冰箱都采用双温双控或多温多控等方式进行制冷循环的控制。下图为双温双控电冰箱的制冷循环示意图。电冰箱的冷冻室和冷藏室的循环制冷可同时进行，当冷藏室的温度达到设定温度时，冷藏室制冷循环停止，冷冻室的制冷工作继续进行。
2.冷气循环
电冰箱箱室内也存在内部循环，通过加快空气流动或自然对流的方式，来提高制冷效果。在电冰箱中，有采用冷气自然对流降温方式（直冷式降温），也有釆用冷气强制对流降温方式（间冷式降温）或两种方式都是用，如下图所示。
从图中可以看出，间冷式降温会将蒸发器集中放置在一个专门的制冷区域内，然后依靠风扇强制吹风的方式使冷气在电冰箱内循环，从而达到制冷的效果。
而直冷式降温是利用低温气体下降，高温气体上浮这一自然气流规律实现冷气循环。在冷藏室内设有一个蒸发器，通过蒸发器直接吸收食物和箱内空气的热量，达到制冷的目的。