Das Funktionsprinzip des Schrauben-Chillers ist wie folgt:
 
Das Hauptmerkmal eines Schrauben-Chillers sind seine zwei spiralförmigen Rotoren, einer konvex und einer konkav, die ineinandergreifen, um das Kältemittelgas zu verdichten. Während sich die Rotoren drehen, wird das Kältemittelgas durch Volumenverringerung komprimiert und in Dampf umgewandelt. Dieser Dampf gelangt anschließend in den Kondensator.
 
Im Kondensator tauscht das Kältemittelgas mit hoher Temperatur und hohem Druck Wärme mit dem Kühlwasser aus und überträgt die Wärme auf das Wasser. Anschließend kondensiert das Kältemittelgas zu einer Flüssigkeit mit hohem Druck. Die Flüssigkeit unter hohem Druck fließt durch ein Expansionsventil, das den Druck reduziert, bevor sie in den Verdampfer eintritt.
 
Im Verdampfer nimmt das Kältemittel in flüssiger Form bei niedrigem Druck die Wärme des Kühlwassers auf, wodurch das Wasser verdampft und seine Temperatur sinkt. Das verdampfte Kältemittelgas wird anschließend vom Kompressor angesaugt, und der Zyklus wiederholt sich. Dieser kontinuierliche Prozess kühlt das Kühlwasser.