气调冷库的制冷系统与高温冷藏库基本相同。气调冷库的制冷设备大多采用活塞式单级压缩制冷系统，以氨或R22作为制冷剂，冷却方式可以是制冷剂直接蒸发冷却，也可采用中间载冷剂的间接冷却，后者比前者效果理想。
现代的气调冷库设计，希望将库内温度波动控制在±0.5℃范围内，为此，除要求围护结构有较大的热限以减小外界的影响外，在相同条件下，为减少库内储藏物品的干耗、减少蒸发器的结霜、维持库内较高的相对湿度，气调冷库的传热温差应为2-3℃，即气调冷库蒸发温度和储藏要求温度的差值为2-3℃，以减小蒸发器的结霜量。气调冷库通常选用传热面积比普通冷库大的冷风机，即气调冷库冷风机设计中采用所谓“大蒸发面积低传热温差”的方案。
冷风机蒸发器结构设计采用较大间距的翅片((6 mm)布置，以利于水冲霜和降低冲霜频率。用电冲霜会增加气调冷库的温度波动。蒸发器的风机最好采用双速风机或多个轴流风机可以独立控制的方式。在冷却阶段风量大一些，冷却速度加快；等库温降至设计值时，风量可减小，从而可以节能并减少水果的干耗。冲霜的水温应控制在25℃左右，为进行冲水融霜，需要设置专用的融霜用淋水装置。为保证库房内的气密性，在接水盘放水管的后部需设置一段水封。
为了在气调过程中使制冷机能够经济运行，气调冷库围护结构的隔热层应比一般高温库厚。
