在制冷系統上，幾乎所有的氣液分離器都是依靠重力作用來沉淀液體或將液體從氣體中分離出來(這就是所謂的重力分離器)。

制冷系統應用的氣液分離原理與化工系統應用的氣液分離器的原理相似，但其內部結構比化工系統應用的簡單一些，沒有帶捕霧器、防沖擊擋板或沉降內部構件。其計算方法與制冷劑的熱力性能密切相關。還有制冷系統容器被稱為緩沖容積(Surge volume)的計算參數對應在化工系統中稱為緩沖量;還有穩定容積(Ballast volumes)，化工系統稱為持液量，這些參數都有特定的計算方法。

重力分離在概念上很簡單。任何液體的液滴在氣體流中受三股力:重力、浮力和阻力。這些力的合成導致凈力的運動方向。設計的主要目標是分離器中的阻力和浮力的合力，小于重力，導致液滴脫離，即從制冷劑氣體中分離。可以應用牛頓定律來建立典型的液滴力平衡。重力作用的方向總是向下，浮力與重力相反，阻力與液滴速度相反。

雖然氣液分離通常是指去除液體的完整過程。但情況并非如此簡單。容器中有大小不同的液滴，成功分離技術只將最大液滴分離除去。小液滴會被氣流帶走，有些在回氣管中蒸發掉而另一些小液滴在進入壓縮機前蒸發完。液滴大小分離原則會在下面解釋，但引發了一個間題，允許帶走的最大液滴直徑應該是多大?這個問題不能僅靠分析手段解決，需要基礎實驗。因此，如果液體容器用于解決設計標準導致帶液問題，必須修正標準。不同的制冷劑由于熱力特性不同，允許帶走最大的液滴直徑也是不同的。