เครื่องทำความเย็นเลเซอร์ประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ อุปกรณ์ควบคุมการไหล (วาล์วขยายตัวหรือท่อแคปิลลารี) อีวาพอเรเตอร์ และปั๊มน้ำ หลังจากน้ำหล่อเย็นไหลเข้าสู่เครื่องมือที่ต้องการระบายความร้อน น้ำหล่อเย็นจะดึงความร้อนออกไป ทำให้น้ำร้อนขึ้น แล้วไหลกลับไปยังเครื่องทำความเย็นเลเซอร์ จากนั้นจะทำให้น้ำเย็นลงอีกครั้งและส่งกลับไปยังเครื่องมือ