Il Valvola di espansione si trova direttamente davanti all'evaporatore all'interno del condizionatore d'aria. Prima che il refrigerante, detto anche fluido di lavoro, entri nell'evaporatore ed evapori in aria fredda, passa attraverso la valvola di espansione. Questo ha il compito di raffreddare il refrigerante e di trasmettere la giusta quantità di fluido all'evaporatore. Prima di entrare nella valvola di espansione, di solito è bollente. All'interno del dispositivo, la pressione e la temperatura del refrigerante si riducono notevolmente. Le valvole di espansione termostatiche regolano anche la quantità di energia erogata all'evaporatore: In ogni momento deve essere fornita solo la quantità di liquido che può essere evaporata. Tuttavia, le valvole di espansione non sono presenti in tutti gli impianti di condizionamento: In alcuni sistemi, invece, una cosiddetta valvola a farfalla è installata in modo permanente davanti all'evaporatore.
