当需要获得更低的温度时，制冷循环需要工作在更宽的温度范围。如采用单级蒸汽压缩制冷循环，循环的压力比会比较高，较高的压力比也造成压缩机的排气温度过高，影响系统的经济性和可靠性。解决这一问题的途径之一是采用多级蒸汽压缩制冷循环。级数较多时会造成系统过于复杂，一般情况下多采用两级压缩。
所谓多级压缩是指将压缩过程分为多次(多级)进行，经过第一级压缩后，将排气进行冷却，称为中间冷却。然后再进行第二级压缩，以此类推。多级压缩循环一般采用一次节流方式，即由冷凝器出来的制冷剂液体直接由冷凝压力Pk节流至蒸发压力P0。
需要说明的是，多级压缩必须有中间冷却，不进行中间冷却时，多级压缩与单级压缩没有区别，徒增加了系统的复杂性和成本。
两级蒸汽压缩制冷循环分为两级压缩中间完全冷却循环和两级压缩中间不完全冷却循环以及带闪发蒸汽分离器等。
