Katup ekspansi merupakan bagian penting dari sistem pendingin, biasanya dipasang di antara tabung penyimpanan cairan dan evaporator. Katup ekspansi mengubah refrigeran cair pada suhu sedang dan tekanan tinggi menjadi uap basah pada suhu rendah dan tekanan rendah melalui proses penyempitan alirannya, kemudian refrigeran menyerap panas di evaporator untuk mencapai efek pendinginan. Katup ekspansi mengontrol aliran katup melalui perubahan superpanas di ujung evaporator untuk mencegah pemanfaatan area evaporator yang kurang optimal dan fenomena knocking pada tabung penyimpanan.
Sederhananya, katup ekspansi terdiri dari badan, paket sensor suhu, dan tabung penyeimbang.
Kondisi kerja ideal katup ekspansi seharusnya adalah mengubah bukaan secara real-time dan mengontrol laju aliran dengan perubahan beban evaporator. Namun pada kenyataannya, karena histeresis perpindahan panas pada selubung sensor suhu, respons katup ekspansi selalu setengah ketukan lebih lambat. Jika kita menggambar diagram aliran waktu katup ekspansi, kita akan menemukan bahwa itu bukan kurva yang mulus, tetapi garis bergelombang. Kualitas katup ekspansi tercermin dalam amplitudo gelombang. Semakin besar amplitudonya, semakin lambat reaksi katup dan semakin buruk kualitasnya.