螺桿式冷水機組有多種形式。根據采用壓縮機的臺數不同，可分為單機頭和多機頭機組
下面以單機頭螺桿式冷水機組為例介紹螺桿式冷水機組的工作原理。
單機頭螺桿式冷水機組是傳統形式，其制冷范圍為120～1300kW。它是由螺桿壓縮機、蒸發器、冷凝器、油分離器、控制箱、啟動柜等主要部件組成。其主要工作原理如下:
制冷循環：根據能量調節閥的位置，壓縮機按一定比例從蒸發器中吸入制冷劑蒸氣，壓縮機的吸入降存的制冷劑在低溫下汽化，制冷劑汽化所需的熱量來自蒸發器管子中流動的水。被吸收了熱量的水溫度降低后送人空調系統。制冷劑吸收水的熱量后變成制冷劑蒸氣進入壓縮機。經壓縮后，制冷劑的溫度提高，使排出的制冷劑蒸氣溫度高于冷凝器中冷卻水的溫度，因此，制冷劑蒸氣將熱量排放給冷卻水后變為液體。液體制冷劑經過過冷器和節流閥進入蒸發器，繼續進行循環。
電動機冷卻循環：電動機冷卻循環是依靠來自冷凝器底部的液態制冷劑，其流動是依靠電動機運轉產生的壓差。制冷機通過截止閥、干燥過濾器和視鏡，經過電動機孔板后進入電動機。電動機孔板的功能是控制流到轉子和軸向排氣口之間的制冷劑量。制冷劑在電動機殼體的底部聚集起來，通過電動機冷卻排液口流到蒸發器內。
單機頭螺桿式冷水機組主要應用在負載較為穩定、機組常年運行的場合，或在大中型空調中與離心式機組配合使用。

螺桿式冷水機組按冷卻方式不同分為風冷螺桿式冷水機組和水冷螺桿式冷水機組