水冷式冷水機組鍋爐系統由壓縮機、冷凝器、節流器、蒸發器四個主要部分組成。通過使用銅管將這四個部分按照順序進行循環鏈接起來，形成一個獨立封閉的系統，系統內部則注入一定劑量的制冷劑。

其運行原理就是首先蒸發器將低溫低壓的氟利昂氣體轉入到壓縮機中，然后壓縮機將低溫低壓的氟利昂氣體壓縮成高溫高壓的氟利昂氣體，再經過熱力膨脹閥的時候節流成低溫低壓的氟利昂氣液兩相流，最后低溫低壓的氟利昂液體再通過蒸發器吸收室內空氣的熱量，不斷循環壓縮——冷凝——節流——蒸發過程。

作為水冷式冷水機組鍋爐系統來說雖然需要專人進行管控機房與鍋爐房，但是主機本身是有電腦自動控制。在末端通過有線或者無線控制，也可以通過BA系統集中控制。

水冷式冷水機組鍋爐系統也是應用較早的一種空調系統，機組已經趨于穩定，可靠性很高。

與風冷熱泵中央空調系統一樣主機噪音一般在70db左右，室內機噪音一般在40db左右，但是水冷式的冷卻塔噪音較高。

水冷式冷水機組鍋爐系統機組單機容量大，占地面積小，但是需要專用的機房與鍋爐房，同時冷卻塔也需要一定的面積。

水冷式冷水機組主機保養簡單，但是由于兩套水系統的原因需要定期除垢，清洗管路與冷卻塔，保養工作量相對來說非常大。

作為水冷式冷水機組鍋爐系統整個機組的使用壽命在進行維護保養的基礎上可以達到30年之久。