離心式制冷壓縮機又稱透平式制冷壓縮機，通常用于大型空調系統和石油化學工業工藝流程等，對制冷量需求較大的場合。離心式制冷壓縮機屬于速度型壓縮機，工作原理是低壓氣體從吸氣管口(漸縮形)進入葉輪后，受葉輪高速旋轉產生離心力作用而獲得動能，然后從葉輪流出經過葉輪邊緣的擴壓器形成高壓進入蝸殼，使氣體流速有較大降低，功能轉化為壓力能，提高氣體的壓力，從壓縮機排出口排出，完成吸氣一壓縮一排氣過程。

離心式制冷壓縮機有單級和多級之分。單級即在壓縮機主軸上只有一個葉輪，廣泛用于空調制冷系統，提供7℃左右的冷媒水。多級則是在壓縮扒主軸上串聯多個葉輪，蒸發經第一級葉輪壓縮后進入第二級葉輪，再依次進入下一級葉輪。這種多級離心式制冷壓縮機可以獲得較大的壓縮比，其蒸發溫度最低可達-73℃。

以離心式制冷壓縮機為主機的冷水機組，稱為離心式冷水機組。根據離心式壓縮機的級數，目前使用的有單級壓縮離心式冷水機組和雙級壓縮離心式冷水機組。

按照配用冷凝器形式不同，離心式冷水機組有風冷式和水冷式。離心式冷水機組單機制冷量大，占地面積少，能耗低，可靠性高，主要適用于需要大、中等冷量的高層建筑，如辦公樓、賓館、劇院、商場、醫院等舒適性空調制冷，及紡織、化工、儀表、電子等工業所需的生產性空調制冷，也可為某些工業生產提供工藝用冷水。