传统脉管制冷机室温端采用机械压缩机电驱动，降低了系统本身的高可靠性和长寿命。热驱动热声制冷技术是一项高效、可靠、清洁的新型制冷技术，具有以下两个突出的优点：消除了传统的机械调相结构，整机无运动部件，具有高可靠性、长寿命和低振动；可采用太阳能、燃气和低品位能源等热能驱动，在提高能源利用率的同时具有很大的灵活性，并且在电能紧缺的地区具有重要的应用价值。根据热声发动机的结构发展，将热驱动热声制冷机分为传统型和新型两种。传统型系统主要采用驻波型和行驻波混合型热声发动机，而新型系统则采用多级双行波型热声发动机。

1990年，美国研制出了首台热声驱动脉管制冷机，采用驻波型热声发动机驱动小孔型脉管制冷机。在3千瓦加热功率下，以氦气为工质时工作频率为27赫兹，系统可获得最低制冷温度90开。1998年，美国成功研制了一台采用天然气作为加热源的小型热声天然气液化装置。该系统采用一台驻波型热声发动机驱动一台小孔型脉管制冷机，谐振管长达12毫米，工作压力为3兆帕，工作频率为40赫兹，整机相对卡诺效率为5.75%。1998年，中国浙江大学陈国邦等人研制了一台采用双边驻波热声发动机驱动的双向进气型脉管制冷机，最终获得88.6开最低制冷温度。2005年，他们采用声压放大器作为制冷机与发动机之间的耦合机构，获得了79.7开最低制冷温度。2007年，他们采用一台驻波型热声发动机驱动单级和两级脉管制冷机，分别获得54.5开和41开最低制冷温度。此外，他们还采用一台行驻波混合型热声发动机驱动U型脉管制冷机，获得了80.9开的最低制冷温度。自2004年起，中国科学院理化所戴巍、罗二仓等人开展了一系列热声驱动制冷技术的研究工作。首先，他们采用一台聚能型行驻波混合热声发动机驱动一台无气库的惯性管型脉管制冷机，获得了68.8开最低制冷温度，首次突破液氮温度。接着，他们提出了“二介质耦合声学放大器”的发明，即一种弹性膜分隔技术，在一台聚能型热声发动机驱动的两级脉管制冷机上获得了18.3开的最低温度，首次突破液氢温度。2007年，他们研制了一台300赫兹高频驻波热声驱动单级脉管制冷系统，研制的样机在1.76千瓦加热功率下获得了69.5开最低制冷温度。

传统热声驱动制冷系统在结构上仍存在不可忽视的缺点，限制了其进一步的应用。主要存在的问题有：谐振管尺寸过大，甚至长度超过10米，直径超过100毫米，导致系统功率密度低，结构不紧凑；部分声功储存在驻波谐振管中无法利用，导致整机效率较低；发动机中一般只有单个热声核，无法实现声功的多级放大，若要实现大功率声功的输出则必须显著地增大回热器直径，这容易引起回热器内流动与传热的非均匀性。

2010年，荷兰在环路四级热声发动机的基础上，将其中一个发动机单元替换为制冷机单元，即提出了一种环路热声制冷系统。2015年，中国科学院理化所罗二仓研究小组提出了一种旁接型环路三级热声驱动制冷系统，成功在一台小型样机上进行了可行性试验。整机系统在130开制冷温度下获得了100瓦制冷量，相对卡诺效率为3.5%。