1805年，O.埃文斯首次研究使用乙醚作为制冷剂实现制冰。此后，受不同时期对于热力性能、毒性、可燃性和环保性能等需求重点的不同，制冷剂的类型得以不断发展。

早期的制冷剂包括乙醚、二氧化碳（CO₂）、氨气（NH₃）、二氧化硫（SO₂）、乙烷、丙烷等，这些工质普遍存在热力性能不佳，有毒或者可燃，稳定性差等缺点。1926年，T.米奇尼^[注]研发出氟利昂（CFC₁₂），人类步入合成制冷剂时代。由于氟利昂具有较好的热力性能且无毒、不可燃，此类制冷剂在20世纪中后期得以快速发展和应用。主要包括全卤化氯氟烃（CFCs）、不完全卤化氯氟烃（HCFCs）和不完全卤化氟烃化合物（HFCs）及其混合物等。中国制冷空调设备较多采用包括HFC134a、R410A等在内的氟利昂类制冷剂。20世纪末期，环保因素成为影响制冷剂发展方向的关键因素。出于保护臭氧层的目的，依据蒙特利尔议定书及其修正案，中国已经淘汰氯氟烃类制冷剂，并将于2030年完全淘汰不完全卤化氯氟烃化合物类制冷剂。2016年10月通过的蒙特利尔议定书基加利修正案，使不完全卤化氟烃化合物类制冷剂正式进入加速消减通道。预计到2045年，中国需消减80%的不完全卤化氟烃化合物类制冷剂的使用量。

制冷剂通过在蒸发器内的气化吸收被冷却介质的热量实现制冷效应，亦可利用在冷凝器中冷凝为液体时释放的热量加热介质实现制热。影响制冷剂选择与评价的主要性质包括热力学性质、动力及传热性质、安全性和环保性能等。制冷热泵装置应选用在其运行工况范围兼顾上述性质的制冷剂。