冷凝器的必要性基于热力学第二定律——根据热力学第二定律，封闭系统内部热能自发的流动方向是单向的，即只能从高热流向低热，在微观世界表现为承载热能的微观粒子只能由有序变成无序。所以，一个热机在有能量输入做功的同时，下游也有能量放出，这样上下游才会有热能差距，热能的流动才会成为可能，循环才会继续下去。
如果想让承载物重新做功，就先把没有完全释放的热能释放干净，这时候就需要用到冷凝器。如果周围的热能比冷凝器中的温度还要高的话，为了使得冷凝器降温，就人为做功（一般来说是使用压缩机）。冷凝后的流体重新回归高有序、低热能的状态，可以重新做功。
冷凝器的选择包括形式和型号的选择，并确定流经冷凝器的冷却水或空气的流量和阻力。冷凝器型式的选择要考虑当地的水源、水温、气候条件，以及制冷系统总制冷量的大小和制冷机房的布置要求。在确定冷凝器型式的前提下，根据冷凝负荷和冷凝器单位面积的热负荷来计算冷凝器的传热面积，以此来选定具体的冷凝器的型号。
液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成高温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质（水或空气）放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。
氟里昂12（CF2Cl2）代号R12。氟里昂12是一种无色、无臭、透明、几乎性的制冷剂，但空气中含量超过80%时会引起人的窒息。氟里昂12不会燃烧也不会爆炸，当与明火接触或温度达到400℃以上时，能分解出对人体有害的氟化氢、氯化氢和光气（COCl2）。R12是应用较广泛的中温制冷剂，适用于中小型制冷系统，如电冰箱、冰柜等。R12能溶解多种有机物，所以不能使用一般的橡皮垫片（圈），通常使用氯丁二烯人造橡胶或丁睛橡胶片或密封圈。
在传统锅炉中，燃料在锅炉燃烧后，排烟温度相对较高，烟气中的水蒸汽仍处于气态，会带走大量的热量。在各类化石燃料中，天燃气的氢含量高，氢的质量百分比约为20%到25%，因此，排烟中含有大量的水蒸汽，据测算，燃烧1平方米天燃气产生的蒸汽要带走的热量纸为4000KJ，约为其高位发热量的10%以上。
