工厂空调有一个复杂庞大的系统，其工作过程具有非线性、大惯性、强耦合和多种随机扰动的特点。通过对洁净室环境的控制，使生产区域的温度、湿度、空气流量符合相关规定的要求，并采取一定的方法来满足环境要求。
设备的系统包括室内所有的空调设备，由空气处理系统和水系统组成。空气处理系统包括空气处理装置、供气管道、末端装置和洁净室；水系统主要由冷水处理装置、冷水泵的各种阀门和管道等组成。为了达到净化空气的目的，充分发挥工厂空调系统的效应作用，
工厂空调系统的结构一般应包括以下几个部分：新风段、初效段、表冷器段、除湿段、送风变频控制段、中效段、空调系统冷热源系统。
工厂空调系统的空气处理工作原理是：将新风和回风按一定比例混合，然后将冷冻水输送到空气处理单元。冷水吸收空气的热量，使其温度、湿度和空气质量达到洁净室环境的要求，然后送到生产车间。空气处理单元是指安装在机房内的组合式空气处理设备，是洁净空调系统的核心和重要组成部分。
根据不同的生产工艺和地区，工厂空调的处理单元的组成略有不同。比如空调系统只需要除湿机，而不需要常年湿度高的沿海地区的加湿器。空气处理单元的目标是尽可能优化运行以节约能源，通向各房间的循环水由制冷机组进行“内部热交换”作用，使冷冻水冷却至5~7度。并通过循环水系统向各工厂空调提供外部换热源。内部热交换产生的热量通过冷却水系统排入冷却塔内的空气中。内部热交换系统是空调的“制冷源”。
工厂空调系统的制冷剂不断吸收制冷机组中冷冻水传递的热量，从而降低冷冻水的温度。同时，冷却塔的冷却水吸收制冷剂的热量，降低制冷剂的温度。随后，冷却水通过冷却塔冷却，并将热能传递给外界。
