1.感溫包 2.膜片 3.閥針 4.蒸發器

感溫包內充有制冷劑（一般與系統使用的工質相同），當其感受的溫度變化時，感溫包內的壓力也隨之變化。其壓力作用於彈性金屬膜片上。金屬膜片上部受感溫包內工質壓力的作用，下部受到制冷劑壓力與彈簧的作用，控制閥孔的開度，以調整蒸發器的供液量。

當進入蒸發器的液量小於蒸發器負荷需要時，蒸發器出口的過熱度增大，膜片上方的壓力大於下方的壓力，使膜片下移，推動調節桿壓縮彈簧，將針閥頂開，使閥孔開大，則供液量增大。

當蒸發器出口蒸汽的過熱度減小時，膜片上的壓力小於下方的壓力，膜片上移，使閥孔關小，則供液量減小。由於熱力膨脹閥的開度是建立在力平衡基礎上的，當過熱度減小到某一數值時，閥門便關閉，停止供液。因此，在制冷系統運行過程中，熱力膨脹閥可根據蒸發器熱負荷的變化來實現自動調節供液量，使系統平穩運行。