Kondensor udara adalah komponen yang digunakan di banyak sistem pendingin udara. Secara lebih luas, ini adalah langkah dalam siklus pompa panas dan pendinginan yang menukar panas. Dalam AC tipikal, cairan yang disebut refrigeran bersirkulasi antara ruang dalam dan udara luar. Kondensor udara adalah salah satu bagian dari jalur ini, dan berfungsi untuk mentransfer panas dari refrigeran ke atmosfer luar. Disebut kondensor karena refrigeran mengembun, atau berubah fase dari gas menjadi cair, selama langkah ini.
Semua materi, termasuk cairan dan gas, membawa sejumlah energi panas di dalamnya. Setiap kali panas digunakan untuk menaikkan suhu suatu zat, panas disimpan di dalam zat tersebut. Demikian juga, setiap kali suatu zat berubah fase—seperti dari gas menjadi cair—, panas dilepaskan atau diserap. Oleh karena itu, panas internal refrigeran dapat digunakan untuk membawa panas dari ruang dalam dan menuju lingkungan eksternal. Menyebabkan refrigeran berubah dari gas menjadi cair dapat memungkinkan panas internal dipindahkan dari refrigeran ke udara luar.
AC memanfaatkan perbedaan tekanan antara bagian yang berbeda dari jalur sirkulasi refrigeran untuk menjaga cairan tetap bergerak dan memungkinkannya untuk mengubah fase. Perbedaan tekanan ini dibuat menggunakan kompresor udara yang ditenagai oleh listrik atau, di dalam kendaraan, mesin pembakaran. Refrigeran bertekanan tinggi, yang sebagian besar berupa uap pada titik ini dalam siklus, kemudian didorong melalui tabung ke dalam kontak termal dengan lingkungan luar. Kipas angin dapat digunakan untuk memastikan udara luar yang segar melewati tabung yang penuh dengan zat pendingin.
Pada titik ini, refrigeran memasuki kondensor udara. Cairan pada tekanan yang lebih tinggi cenderung memiliki titik didih/kondensasi pada suhu yang lebih rendah. Penyejuk udara menggunakan sifat ini untuk mentransfer panas zat pendingin ke lingkungan luar—bahkan jika udara luar sudah sangat panas. Kondensor udara, akibatnya, berfungsi untuk mengembunkan uap refrigeran menjadi cairan, sehingga melepaskan panas. Panas yang dilepaskan selama perubahan fase gas-cair disebut entalpi penguapan.
Untuk menyelesaikan siklus pengkondisian udara, refrigeran cair utama melewati titik tersedak yang disebut katup ekspansi. Katup ini berisi tekanan tinggi dari kondensor udara dan memungkinkan daerah baru tekanan rendah. Daerah bertekanan rendah memiliki komponen yang analog dengan kondensor udara, kecuali refrigeran yang menguap bukan mengembun. Dengan demikian, penguapan ini menyerap—bukan melepaskan—panas. Evaporator yang menyedot panas dari udara inilah yang membuat udara dari AC terasa dingin.