En ekspansionsventil er en vigtig del af kølesystemet og installeres normalt mellem væskeopbevaringscylinderen og fordamperen. Ekspansionsventilen omdanner det flydende kølemiddel ved middel temperatur og højt tryk til våd damp ved lav temperatur og lavt tryk gennem sin drosling, hvorefter kølemidlet absorberer varme i fordamperen for at opnå køleeffekten. Ekspansionsventilen styrer ventilens flow gennem overhedningsændringen i enden af fordamperen for at forhindre underudnyttelse af fordamperområdet og fænomenet med bankning af cylinderen.
Kort sagt består ekspansionsventilen af et hus, en temperaturføler og et balancerør
Den ideelle driftstilstand for ekspansionsventilen bør være at ændre åbningen i realtid og styre strømningshastigheden i takt med ændringen i fordamperens belastning. Men på grund af hysteresen af varmeoverførslen i temperaturfølerens hylster er ekspansionsventilens respons altid et halvt slag langsommere. Hvis vi tegner et tidsflowdiagram for en ekspansionsventil, vil vi opdage, at det ikke er en glat kurve, men en bølget linje. Ekspansionsventilens kvalitet afspejles i bølgens amplitude. Jo større amplituden er, desto langsommere er ventilens reaktion, og desto dårligere er kvaliteten.