制冷最早是用来保存食物和降低房间温度的.随着科学技术与社会文明的发展，制冷技术的应用几乎渗透到工业、农业、建筑、医疗、国防等各个科学领域。
(1)空气调节 空调工程是制冷技术应用最为广泛的领域。所有的空调系统都需要冷源，需要利用制冷装置来控制空气的温度、湿度在一个合理的范围内。空气调节根据使用场合的不同，可以分为舒适性空调和工艺性空调。舒适性空调主要是满足人们工作和生活对室内温度、湿度、新鲜空气等的要求，为室内人员创造舒适健康环境的空调系统。工艺性空调是为生产工艺过程或设备运行创造必要环境条件的空调系统，主要是满足生产工艺过程对室内环境的温度、湿度、洁净度等的要求。
(2)食品的加工和冷藏 在食品工业中应用制冷技术的场合很多。生产和加工乳制品、奶酪和其他一些饮品时，制冷是必不可少的。还有一些易腐食品。如肉类、海鲜类食品、部分水果疏菜从加工到生产、储存、运输与销售的各个环节，均需要保持必要的低温环境，以避免食物变质。
(3)医疗卫生 一些医疗手术，如心脏、肿瘤的切除以及低温麻醉等，都需要制冷技术提供低温环境。还有一些药物、血浆、疫苗以及特殊药品、器官或尸体的冷藏等均需要低温保存。
(4)工业生产 工业的许多生产过程都需要在低温下进行，比如石油脱蜡、天然气液化、石油裂解以及合成纤维和化肥的生产等均需要在低温环境下进行。在材料回收方面，目前低温技术是回收钢结构轮胎中橡胶的唯一有效的方法，采用的是低温粉碎技术(利用材料在低温状态下的冷脆性能，对物料进行粉碎)。
(5)国防工业与科学研究 高寒地区的汽车、坦克发动机等需要做环境模拟实验，火箭、航天器也需要在模拟高空的低温条件下进行实验，超导体的应用、半导体激光、红外线探侧等都需要人工制冷技术。
除此之外，制冷技术在农业、生物技术、建筑工程、冰上运动、新型材料、微电子技术等领域也起着十分重要的作用。
