冷库主要由库体、冷却系统、制冷系统、控制系统和辅助系统几个部分组成。
（一）库体
库体主要用来保证贮藏物与外界隔热、隔潮，并分隔各个工作区域，大型冷库主要有冷加工间、预冷间、冻结间、冷藏间、制冰间、穿堂等。大型冷库采用土建冷库库体，小型冷库和温度低于-30℃的冷库通常是采用钢框架和轻质预制的聚氨酯或聚苯乙烯夹芯板材拼装而成的装配式冷库库体；对于家用小型冷藏箱或者冰箱则采用压铸成型的用聚氨酯填充隔热的箱体。
（二）冷却系统
冷却系统主要用于冷却制冷系统的散热。主要包括空气冷却系统制冷系统，直接采用空气冷却，具有系统简单、操作方便的特点，适用于缺水的地区和小型冷库。水冷却系统主要由冷却塔、水泵、冷却水管道组成，冷却效果好，但是系统复杂，操作麻烦，要求对冷却水系统经常定期清洗，以保证冷却水系统的导热效果，一般大型冷库使用冷却水系统。蒸发冷却系统则是将制冷系统的冷凝器直接与冷却塔结合，冷却水直接喷淋到冷凝器上进行蒸发冷却，冷却效果虽好，但由于系统复杂，要求冷凝器直接安装在室外，所以对系统的运行、维护保养等工作要求高。
（三）制冷系统
制冷系统主要用于提供冷库冷量，保证库内温度和湿度。根据冷库温度的不同，制冷系统也不同，通常冷库温度高于-30℃的情况使用单级压缩制冷系统；冷库温度低于-30℃、高于一60℃的情况使用两级压缩制冷系统或复叠制冷系统：冷库温度低于-80℃时，一般要用复叠制冷系统。
（四）控制系统
控制系统主要是指对冷库温度、湿度的控制和制冷系统、冷却系统等的控制，保证冷库安全、正常运行。随着技术的发展，目前计算机和网络技术已逐步应用到冷库的控制中。
（五）辅助系统
辅助系统主要包括冷库操作间、机房等，大型冷库还要有动力车间、配电房、锅炉房、化验室、水泵房、仓库、水处理等场所。
