石家庄冷库气体膨胀制冷是利用高压气体的绝热膨胀以达到低温，并利用膨胀后的气体在低压下的复热过程来制冷。

石家庄冷库气体制冷机的工作过程包括等熵压缩、等压冷却、等熵膨胀及等压吸热四个基本过程。

它与石家庄冷库蒸气压缩式制冷过程基本上是相同的，但它所采用的工质主要是空气，但根据不同的使用目的，循环工质也可采用氮气、氦气、二氧化碳、氧气等其它相似气体。

石家庄冷库气体绝热膨胀的性质随所使用的设备而变，石家庄冷库一般有两种方式。一种方式是令高压气体经膨胀机（活塞式或透平式）膨胀，此时有外功输出，因而气体的温降大，复热时制冷量也大；但膨胀机结构比较复杂。石家庄冷库在一般的气体制冷机中均采用这一膨胀方式。另一种方式是令气体经节流阀膨胀（通常称为节流），此时无外功输出，气体的温降小，制冷量也小，但节流阀的结构比较简单，且便于进行气体流量的调节。石家庄冷库这种膨胀方式在气体制冷机中使用较少。石家庄冷库其制冷的主要循环形式有定压循环。