在蒸發器中，被冷卻介質的熱量是通過傳熱壁傳給制冷劑，使液體制冷劑吸熱氣化。制冷劑在蒸發器中發生的物態變化，實際上是沸騰過程，習慣上稱其為蒸發。蒸發器的傳熱性能也像冷凝器一樣，受到制冷劑側的表面傳熱系數、傳熱表面污垢物的熱阻、管壁導熱熱阻、接觸熱阻及被冷卻介質側的表面傳熱系數等因素的影響。除制冷劑側液體沸騰表面傳熱系數與冷凝器中的氣體凝結時的表面傳熱系數有著本質上的差別之外，其余因素的影響基本上與冷凝器的情況相同。

制冷劑液體在蒸發器內沸騰(泡狀沸騰)時，首先在傳熱表面處發生氣化，形成許多小氣泡，然后這些小氣泡逐漸變大，脫離傳熱表面并在液體中上升。它們上升后在該傳熱表面處又連續地產生一個個的小氣泡，如此形成了劇烈的氣泡運動。氣泡產生得越多，上升的速度越快，沸騰就越強烈，其沸騰表面傳熱系數就越大。因此，蒸發器內制冷劑的沸騰表面傳熱系數主要與使用工質、沸騰溫差(由運行工況決定)及蒸發器的結構形式等因素密切相關。