Основними видами холодильних агентів є вода, аміак, фреони та повітря.

Воду використовують в установках кондиціювання повітря та абсорбційних холодильних машинах.

Аміак має невеликий питомий об'єм при температурі кипіння -70 °С, велику теплоту пароутворення, незначну розчинність в мастилі та інші переваги. Його застосовують у поршневих компресійних та абсорбційних холодильних машинах.

Фреони – це галогенопохідні насичених вуглеводнів, які отримують заміною атомів водню в насиченому вуглеводні С_nH_2n+2 атомами фтору, хлору, брому. Фреони є хімічно інертними і практично вибухобезпечними.

Будь-який холодильний агент позначається символами RN, де R – Refrigerant (охолоджувач, холодильний агент), N – номер холодильного агента.

Перша цифра в двозначному номері або перші три цифри в тризначному позначають насичений вуглеводень, на базі якого отримано фреон: 1 – СН₄ (метан); 2 – С₂Н₆ (етан); 21 – С₃Н₈ (пропан); 31 – С₄Н₁₀ (бутан). Праворуч вказують число атомів фтору в хладоні: CFCl₃ – R11, CF₂Cl₂ – R12, C₃F₄Cl₄ – R214, СCl₄ – R10. Якщо у фреоні містяться незаміщені атоми водню, їх кількість додається до числа десятків номера: CНFCl₂ – R21, CНF₂Cl – R22. Якщо до складу фреону входять атоми брому, після основного номера пишуть букву В, а за нею число атомів брому: CF₂Br₂ – R12B2.

Робочими тілами можуть бути азеотропні суміші, які складаються з двох холодильних агентів. Азеотропні суміші позначають цифрами, починаючи з 500. Наприклад, азеотропну суміш з 48,8 % R22 по масі та 51,2 % R115 (C₂F₅Cl) називають хладоном R502, його температура кипіння при 0,1 МПа становить -45,6 °С.

Холодильним агентами неорганічного походження (аміак, вода) присвоюють номери, які дорівнюють їх молекулярній масі, збільшеній на 700. Так, аміак і воду позначають відповідно R717 та R718.

Термодинамічні властивості холодильних агентів.До цих властивостей відносять температуру і тиск кипіння, температуру і тиск конденсації, теплоту пароутворення, об'ємну холодопродуктивність, температуру замерзання.

Температура кипіння хладона в робочому режимі повинна буди достатньо високою, тобто такою, щоб тиск у випарнику перевищував атмосферний. Це дозволить уникнути розрідження у випарнику та проникнення повітря в систему, яке погіршить роботу машини.

Теплота пароутворення та залежна від неї холодопродуктивність повинні бути значними. Це дає змогу зменшити масу холодильного агента в системі. Проте надмірне зменшення кількості хладона в невеликих поршневих холодильних машинах ускладнює автоматичне регулювання їх роботи.

Критична температура холодильного агента повинна бути достатньо високою, що дасть змогу здійснювати процес конденсації при температурі навколишнього середовища і забезпечити більш економічну роботу машини. Чим вища критична температура хладона, тим менше утворюється парів під час дроселювання в регулювальному вентилі, і тим менші витрати роботи компресора в циклі.

Фізико-хімічні властивості холодильних агентіввключають густину, в'язкість, коефіцієнт теплопровідності, розчинність, хімічна стійкість при контакті з металами, мастилом, повітрям, вологою, вибухобезпечність, займистість.

Ступінь розчинності холодильного агента в мастилі – важлива характеристика, яка суттєво впливає на конструкцію компресора та інших вузлів системи. Чим менше холодильний агент розчиняється в мастилі, тим менше мастила забирається із циліндрів компресора, відсутня піна у випарнику, не змінюється температура кипіння хладона. Проте мастило, яке потрапляє з нерозчиненим холодильним агентом в теплообмінні апарати (конденсатор, випарник), осідає на поверхні і погіршує теплопередачу.

Якщо використовувати хладон, розчинний в мастилі, то повернення мастила в компресор спрощується. Крім того, мастило змащує регулятор витрат холодильного агента та інші вентилі в системі, тому циркуляцію невеликої кількості мастила з хладоном в системі не слід вважати небажаним явищем.

Холодильні агенти з обмеженою розчинністю – аміак, вода, діоксид вуглецю R44, фреони R13, R14, R115.

Холодильні агенти з необмеженою розчинністю – R11, R12, R21, R40. В цьому випадку для суміші холодильного агента і мастила необхідно підтримувати більш низький тиск кипіння, тому для стискання парів витрачається додаткова робота.

Холодильні агенти з проміжною здатністю розчинятися – R22, R114.

Аміак необмежено розчиняє воду. За невеликої кількості води робота холодильної машини помітно не порушується. Фреони воду майже не розчиняють.

Зайва волога в холодильному агенті під час проходження крізь регулювальний вентиль перетворюється в лід і закупорює дросельний отвір. Для уникнення цього холодильні машини обладнують спеціальними осушувальними пристроями.