现代制冷技术作为一门科学，是19世纪中期和后期发展起来的。在此之前，追溯到人类的祖先，人们很早已懂得冷的利用和简单的人工制冷了。用地窖作冷储室、用泉水冷却储藏室已有5000年历史。
我国古代，劳动人民用天然冰进行食品冷藏和防暑降温。《诗经》中有记述农民全年劳作的诗，其中有:“……，二之曰凿冰冲冲，三之日纳于凌阴.……”《诗经》：幽风·《七月》)，说的是农民每年二月份到河里去凿冰，三月份将冰储存到地窖中(“二之日”、“三之日”，分别指周历的二月和三月。“冲冲”即“砰砰”的打冰声。“凌阴”即冰窖。)。又，《周礼》中有“凌人复颁冰掌事”的记载。可见，我国在先秦时代已将采冰、储冰纳为一项季节性的常规劳作，并已设有专门掌管冰窖的行政机构(即“掌事")。魏国曹植所写的《大暑赋》中有这样的诗句：“积索冰于幽馆，气飞积而为霜”，这说明当时已懂得将天然冰作空调之用了。
西方最早来中国考察的意大利人马可.波罗在他的《马可·波罗游记》一书中，对中国制冰和造冰窖的方法有详细记述。
古埃及出土的大约2500年前的壁画中，画有奴隶手持棕搁拂甩去扇多孔性的陶制器皿，同时不断在外面洒水，使器皿外的水通风蒸发，由于蒸发吸热，器皿内的水会结冰。这是较早的人工制冰。
以上列举的只是古代人对天然冰的收藏、利用和简单的人工制冰，还谈不上制冷技术。
1755年，爱丁堡的化学教授库仑(William Cullen)利用乙醚蒸发使水结冰，他的学生布拉克(Black)从本质上解释了融化和汽化现象，导出了潜热的概念，并发明了冰量热器，标志着现代制冷技术的开始。
1831年，在伦敦工作的美国发明家波尔金斯(Perkins)造出了第一台以乙醚为工质的蒸气压缩式制冷机，并正式呈请了英国第6662号专利，这是后来所有蒸气压缩式制冷机的雏型。这台机器的重要进步是实现了闭合循环，但所使用的工质乙醚易爆。到了1875年，卡列(Carre)和林德(Linde)用氨作制冷剂。从此，蒸气压缩式制冷机开始占了统治地位。
在此期间，空气绝热膨胀会产生显著温降的现象开始用于制冷。1811年，美国医生高里(Gorrie)用封闭循环的空气制冷机为发烧病患者建立了一座空调站，空气制冷机使他一举成名。威廉·西门斯(William Siemens)在空气制冷机中确立了回热器原理。
1859年，卡列发明了氨水吸收式制冷系统，申请了原理专利。
1873年，美国人皮克(Byok)制造了第一台氨压缩机，并迅速得到应用。
1910年左右，马利斯(Maurice)发明了蒸气喷射式制冷系统。
20世纪20年代，凯利(Carrier)等开发了离心式制冷压缩机。
基本原理性研究之后近一个世纪以来，制冷的发展步伐在很大程度上受机器及制冷剂发展的制约。1930年起，以下一些创新和进步改变了人工制冷的进程:全封闭压缩机的成功开发(美国通用电器公司);米杰里(Midgley)发现氟里昂制冷剂并用于压缩式制冷机;混合制冷剂的应用;伯宁顿(Pennigton)发明回热式除湿器循环;空气一空气热泵的出现。
