超低温复叠式冷水机组制冷循环环通常由两个或多个采用不同制冷剂的单级(也可以是多级)制冷系统组成，分为高温系统和低温系统。
超低温复叠式冷水机组的每一个循环都是完整的单级压缩制冷系统。通常在高温系统里使用沸点较高的制冷剂(中温中压制冷剂)，在低温系统里使用沸点较低的制冷剂。复叠式冷水机的两部分用一个特殊设备——蒸发-冷凝器联系起来，高温部分制冷剂的蒸发用来使低温部分制冷剂冷凝，冷水机两部分之间靠蒸发冷凝器来实现传热。高温部分的制冷剂再通过自己系统的冷凝器释放给环境介质-水或空气，而低温部分则通过自己系统的蒸发器来吸收被冷却对象的热量。
复叠式冷水机组因其独特的系统组成，同时又被称之为复叠式冷冻机，乙二醇冷冻机，酒精冷冻机，复叠压缩冷冻机，复叠压缩式冷冻机。可广泛应用于橡胶、塑胶、石油、化工、电子、造纸、纺织、酿造、制药、食品、机械、饮料、真空镀膜、电镀、油墨印刷、中央空调等诸多领域。同时可根据使用要求设计，超低温型、防腐型、防爆型特种工业复叠式超低温冷水机，满足各种行业对工艺冷源的要求。
同时，复叠式冷水机循环也有多种形式，如两个单级压缩循环复叠、双级压缩循环的复叠、三个单级压缩循环的复叠等。具体采用哪一种则需要根据使用单位的实际情况来选用。复叠式冷水机制冷循环因其具有制冷机结构紧凑、可靠性高、操作简便等特点，所以在高科技领域内有着广泛的应用。