復疊式制冷系統：分別采用兩種或兩種以上不同的制冷劑，由兩個或兩個以上的單級（也可以是百雙級）制冷系統組合而成。適用于-50度以下的低溫裝置。

復疊式制冷機通常由兩個單獨的制冷系統組成，分別度稱為高溫級及低溫級部分。

高溫部分使用中溫制冷劑，低溫部分使用低溫制冷劑。高溫部分系內統中制冷劑的蒸發是用來使低溫部分系統中制冷劑冷凝，用一個冷凝蒸發器將兩部分聯系起來，它既是高溫部分的蒸發器，又是低溫部分的冷凝器。

低溫部分的制冷劑在蒸發器內向被冷卻對象吸容取熱量（即制取冷量），并將此熱量傳給高溫部分制冷劑，然后再由高溫部分制冷劑將熱量傳給冷卻介質（水或空氣）。