Efficienza dello scambio termico: il design dell'evaporatore influisce direttamente sull'efficienza del sistema di refrigerazione. La sua superficie, la disposizione delle tubazioni e i materiali sono fattori chiave. Ad esempio, gli evaporatori che utilizzano tubi di rame o alette di alluminio possono migliorare significativamente l’efficienza del trasferimento di calore perché il rame ha una conduttività termica fino a 401 W/(m·K), mentre l’alluminio ha una conduttività termica di 237 W/(m·K), entrambi molto più alti dell’acciaio comune. Inoltre, la spaziatura delle alette (solitamente 1,5-3 mm) e il diametro del tubo (solitamente 6-12 mm) dell'evaporatore devono essere ottimizzati in base allo scenario applicativo per bilanciare la resistenza al flusso d'aria e l'area di scambio termico. Nei grandi impianti di conservazione a freddo, gli evaporatori possono adottare un design a tubi con una superficie di centinaia di metri quadrati per far fronte a richieste di raffreddamento ad alto carico; mentre nei condizionatori domestici gli evaporatori sono più compatti, con una superficie tipicamente compresa tra 1 e 5 metri quadrati.
L'evaporatore è uno dei componenti principali di un sistema di refrigerazione. La sua funzione è quella di assorbire il calore per ottenere il processo di "assorbimento di calore evaporativo" nel ciclo di refrigerazione, abbassando così la temperatura ambiente o mantenendo una bassa temperatura in uno spazio specifico. Da un punto di vista tecnico, l'evaporatore è riempito con un refrigerante liquido a bassa-temperatura e bassa-pressione. Quando il refrigerante scorre attraverso i tubi dell'evaporatore, scambia calore con l'aria o il mezzo circostante. Poiché il punto di ebollizione del refrigerante liquido è molto inferiore alla temperatura ambiente, assorbe rapidamente il calore ed evapora allo stato gassoso; questo processo è chiamato "evaporazione bollente". Assorbendo continuamente calore, l'evaporatore abbassa la temperatura del mezzo circostante, ad esempio riducendo la temperatura dell'aria interna in un sistema di condizionamento o mantenendo un ambiente a bassa-temperatura nelle apparecchiature di refrigerazione.