脉管制冷是通过周期性地对一端封闭的管子充气压缩一放气膨胀而获得低温的一种方法。吉福特和雷斯渥斯（L,engsworth）1963年所设计的基本脉管制冷机如图1-15所示。
制冷机由压缩机、回热器和脉管单元组成，它们之间用金属软管连接。压缩机作为压力波发生器。脉管单元是一根两端装有热交换器（图中的HC和HH）的管子，管内有层流化元件防止气体流混合。
旋转阀处于进气位置时，高压气体先经过回热器被冷却到制冷温度T，再到热交换器HC，经过层流化元件使气体以层流态进人脉管，这是加压进气过程。该过程中气流无紊流运动，好似一片一片地由管子左端向右端推进。与此同时，由于受后续气体的压缩，所以一边推进，一边升温。待气体达到热交换器HH时，温度升到Tm。气体沿管程的温度分布如图中实线所示。当脉管中压力提高到p#时，紧接着静止一段时间。这时旋转阀关闭，进入HH的气体被水冷却，温度降到T。。然后，旋转阀再转到与排气接通的位置，于是管内高压气体又一边向左流出，一边因降压膨胀而降温。这时管内气体的温度分布如图中虚线所示。当右侧气体返回到HC时，其温度降到Ti，Ti<Tc。冷气体进入HC后从温度为Tc，的外界吸热，产生制冷效应。由脉管流出的气体经过回热器被加热后返回压缩机吸入侧。
基本脉管制冷机由于外部热损失大、效率低、制冷温度有限，最低只达到124K。以后经不断改进，产生了各种类型的脉管制冷机，如热声型脉管（用热声振荡产生压力波驱动脉管）、小孔型脉管、双向进气脉管、多级脉管等等，取得了很大进展。
脉管比常规回热式空气制冷机（如G-M机、。Stirling机）突出的优越之处在于简单，无低温运动部件，特别宜于高空应用（对可靠性、寿命、振动要求极高），用做红外器件、低温电子器件冷源。
