調節室內空氣的溫度、濕度、流通速度和潔淨度，以滿足居住者生活需要以及滿足生產和科學實驗需要的全套設施，簡稱空調系統。
空氣調節系統的功能包括為室內供暖、通風、降溫和調節濕度等，因此，完整的空氣調節系統要有熱源，還要有冷源。1844年英國發明壓縮式製冷機後，空氣調節技術才有較大發展。1911年首次繪製瞭濕空氣的物理性質圖，為空氣調節奠定瞭科學基礎。19世紀初，工藝性空氣調節開始在英國的紡織工業中出現。20世紀20年代，舒適適性空氣調節開始在電影院中中應用。此後，空氣調節技術日趨完善，應用到很多領域。
空氣處理過程 常見的空氣處理過程有：
加熱過程 利用熱源、熱煤加熱空氣的過程。空氣在加熱過程中隻有溫度的變化，含濕量不變，屬於顯熱傳遞過程。主要使用表面式空氣加熱器加熱空氣。
冷卻過程 利用冷源、冷媒來冷卻空氣的過程。在空氣冷卻過程中如果含濕量不變，則這時隻存在顯熱傳遞；如果有水分凝結，即空氣的含濕量減少，則同時存在顯熱傳遞和潛熱傳遞，稱作冷卻減濕過程。主要使用空氣冷卻盤管和噴水室冷卻空氣。
加濕過程 增加被處理空氣中的水蒸氣含量的過程，屬於潛熱傳遞過程。通常用噴水或噴蒸汽的方法增加空氣濕度。
減濕過程 把水蒸氣從被處理空氣中分離出來以降低空氣含濕量的過程，或稱去濕。除使用前述冷卻法減濕外，還可使用液體吸濕劑法（吸收法）或固體吸濕劑法（吸附法）降低空氣濕度。
空調系統的組成 空調系統的工作原理主要是調節送風參數(送風溫度、濕度、潔凈度和新鮮空氣含量等)和送風量，使送入室內的空氣受到的熱濕等負荷作用後，成為所要求的室內環境狀態。空調系統的主要組成部分包括空氣處理設備、空氣輸送設備、空氣分佈裝置、冷源和熱源、自動控制裝置。由工廠將制冷設備、風機、盤管、過濾器，以及自動控制部件組裝成的定型產品，稱空氣調節器。
集中式空調系統示意如圖，圖中表示瞭空調系統的各組成部分與被調房間之間的關系。
空氣處理設備 常用的集中式空氣處理設備由空氣混合段、噴水室、表冷段、加熱段、過濾段以及風機段和消聲段等組合而成。噴水室又稱洗滌室，是空氣冷卻和加濕裝置。空氣流速一般為2～3米/秒；當流速為5～10米/秒時，稱作高速噴水室。習慣上稱噴水後的空氣終狀態溫度為機器露點。表冷段內設有冷卻盤管，盤管內通以冷水或致冷劑。加熱段內設有加熱盤管，盤管通以蒸汽或熱水。盤管的肋片使管外表面積增大，從而可在管長不變的情況下，增大傳熱量。過濾段常使用多孔濾料或纖維濾料除去空氣中的塵粒等；也可使用靜電除塵器。
空氣輸送設備 風機為風管內輸送空氣提供動力。風機有送風機與回風機之分。空調系統設有送風機和回風機時，稱為雙風機系統；隻設送風機時，稱作單風機系統。風機分為離心風機和軸流風機兩類。
風管把空氣處理設備、風機和被調房間連接起來。為瞭避免低溫風管外表面結露和減少空氣在輸送過程中的冷熱損失，風管須保溫。為瞭避免風機產生的噪聲傳入室內，常在送內和回風幹管上設消聲器。
空氣分佈裝置 空氣分佈裝置包括送風口和回風口。氣流的組織形式直接影響空調效果，因此，必須合理佈置被調房間內的送、回風口位置，合理確定送風速度和送風量。室內氣流流型有上送下回、上送上回、下送上回和噴口集中送風等。送風口的種類有孔口、格柵送風口、百葉送風口、條縫型送風口、散流器和送風孔板等。
冷源和熱源 冷源分為天然冷源及人工冷源：天然冷源是深井水、天然冰塊等，人工冷源是制冷機。熱源可以是鍋爐等或天然熱源。空調用的制冷方式主要有蒸汽壓縮式制冷、吸收式制冷、蒸汽噴射式制冷等。
自動控制裝置 自動控制裝置的任務是：使被調房間的溫、濕度等空氣狀態參數保持在允許波動范圍；保證空調設備安全運轉；實現空調系統的經濟運行；減少運轉工作人員的工作量。
空調系統的分類 空調系統按工作原理一般可分為三類：
全空氣系統 全空氣系統是將集中處理後的空氣送至被調房間，由空氣來承擔全部空調負荷。又可分為：
①單區系統。是最簡單的全空氣系統。隻有一套空氣處理設備和一根送風幹管，送至各房間的送風量不變，因此無法分別控制每個房間的室內空氣狀態。
②多區再熱系統。為瞭滿足多區或多房間的不同要求或不同的空調負荷變化，可在各區或各房間設單獨的再熱器調節風溫。這種系統的缺點是無法避免先降溫又再加熱過程中冷熱抵消現象，浪費能源。
③雙風道系統。設有冷、熱兩個送風管網，每個房間均有末端混合裝置，可以用不同的冷、熱風混合比例來適應不同房間的空調參數要求與不同的空調負荷變化。這種系統也會產生冷熱抵消現象。
④變風量系統。可根據不同房間的空調負荷變化情況，用變風量末端裝置分別調節各個房間的送風量。這種系統可以降低非設計條件下的風機與制冷機的能量消耗，運行費用較省。
全水系統 水的比熱和密度比空氣的比熱和密度大，如果用水承擔全部空調負荷，即用管道將冷、熱水輸送至被調房間來調節室溫，則可節省建築空間，還可節省運行費用。這種空調系統稱為全水系統。全水系統不設送風系統，室外新風可由墻上的孔洞或經滲透進入室內。全水系統的缺點是無法對房間進行精確的濕度控制。輻射板供暖和供冷系統也屬於全水系統。
空氣－水系統 用空氣和水共同承擔空調負荷的系統。這種系統用水攜帶大部分能量，送風系統隻供給必要的新風量。空氣－水系統由一次空氣系統和二次水系統組成。一次空氣系統包括集中新風處理設備和空氣輸送設備；二次水系統通過水管系統把冷、熱水送至末端裝置的二次盤管調節室溫。
空調節能 空調系統運行耗能很大。在某些工業發達國傢，供暖和空調系統的能源消耗約占國傢總能源消耗的三分之一。因此，提高空調系統的能源利用效率已成為空調工程技術的一項重要課題。為瞭降低空調系統的能耗，必須：①改善建築物的保溫性能(見建築保溫)；②修訂空調房間的室內溫濕度標準；③嚴格控制新風量；④選擇節能的空調系統；⑤從空調系統的排風中回收能量；⑥改善空調系統的運行控制。