所谓直膨式空调机组，是指在制冷系统中，制冷剂直接在其蒸发器(或冷凝器)盘管中吸热或放热，并与盘管外的空气进行热交换，从而实现制冷或制热。
热泵直膨式空调机组制冷运行时，来自室内换热器的低温低压制冷剂气体被压缩机吸入，压缩成高温高压气体。制冷剂气体进入室外热交换器，与室外空气换热成为制冷剂液体，再经节流元件节流、降压、冷却后返回室内热交换器，与待调节的室内空气换热成为低温低压制冷剂气体。如此循环往复，达到制冷的目的。
制热时制冷剂的流向与制冷时相反；从压缩机排出的高温高压制冷剂气体在室内热交换器中放热并冷凝成液体。经节流阀节流后，在室外换热器中吸收低品位热量，进行热泵制热循环，达到制热的目的。
单式直膨式空调机组只有制冷模式，其工作过程与热泵机组相同。
直膨式机组主要由室内空气处理机组和室外风冷压缩冷凝机组两部分组成。两部分直接用铜管连接，制冷剂在管子里。空气经过蒸发器冷却后，经过一系列处理后被送到室内。不需要水泵、冷却塔、风机盘管等配套设备，冷凝水排水管安装使用方便。这种系统设计避免了寒冷地区冬季水管冻裂的问题。
直膨机组氟系统的主要部件有:压缩机、室内翅片管换热器、室外翅片管换热器、节流元件和四通换向阀(热泵机组专用)；空气侧系统的主要部件有室内风机、电机、过滤器等。
