復疊式深冷冷凍機由高溫部分和低溫部分組成．其低溫部分提供所需的深冷能力ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，采用R13㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、R23等低溫制冷劑✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，但這類制冷劑的冷凝溫度要求很低ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，同等壓力下用冷卻水難以將其冷凝✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。高溫部分使用中溫制冷劑循環㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，其作用是用于冷凝低溫制冷劑⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，高溫部分和低溫部分共用一個蒸發冷凝器而“復疊”♀☿☼☀☁☂☄，從而組成應用兩種制冷劑的復疊式制冷循環㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。