Em vez de se comprimir o vapor entre o evaporador e o condensador, o refrigerante de um sistema de absorção é absorvido por uma substância secundária, chamada absorvente, de modo a formar uma solução líquida. Essa solução líquida é, em seguida, bombeada para uma pressão mais elevada.

No absorvedor, o vapor de amônia vindo do evaporador é absorvido pela água líquida. A formação dessa solução líquida é endotérmica. Como a quantidade de amônia que pode ser dissolvida em água aumenta à medida que a temperatura da solução decresce, faz-se com que a água de arrefecimento circule pelo absorvedor para remover a energia liberada conforme a amônia se torna uma solução e para manter a temperatura no absorvedor tão baixa quanto possível.

No gerador, uma transferência de calor de uma fonte a uma temperatura baixa extrai vapor de amônia da solução (processo exotérmico), deixando uma solução fraca de amônia e água nesse equipamento.

Outro tipo de sistema de absorção usa brometo de lítio como refrigerante e água como absorvente. O princípio básico da operação é o mesmo dos sistemas amônia–água. Para se obter a refrigeração a temperaturas inferiores àquelas possíveis com o uso de brometo como refrigerante, pode-se combinar um sistema de absorção de brometo de lítio–água com um outro ciclo que usa um refrigerante com boas características de baixa temperatura, como a amônia, formando um sistema de refrigeração em cascata.

Os sistemas de refrigeração por absorção têm a desvantagem de necessitar de uma maior potência de acionamento em comparação com os sistemas de compressão de vapor.