冷库主要由库体、制冷系统、冷却系统、控制系统和辅助系统几个部分组成。

(1)储藏体:主要保证储藏和外界的隔热、防潮，并分隔各工作区域，对于大型冷库有冷加工室、预冷室、冷冻室、冷藏室、制冰室、大厅、平台、电梯等。大型冷库采用民用冷库体。对于小型冷库和温度低于-30℃的冷库，预制冷库箱体通常采用钢架和轻质预制聚氨酯或聚苯乙烯夹芯板组装而成，而对于家用小型冷库或冰箱，箱体仅采用压铸成型，并用聚氨酯填充保温。

(2)制冷系统:主要用于提供冷藏，保证温度和湿度。根据冷库的温度，制冷系统也不同，通常冷库温度高于-30℃，采用单级压缩制冷系统；冷库温度低于-30℃，高于-60℃，采用两级压缩制冷系统或复叠制冷系统；复叠制冷系统一般采用-80℃以下的蓄冷温度。

(3)冷却系统:主要用于冷却冷却系统。有风冷系统，制冷系统直接采用风冷，系统简单，操作方便，适用于缺水地区和小型冷库。水冷系统主要由冷却塔、水泵和冷却水管组成。冷却效果好，但系统复杂，操作困难。需要定期并经常清洁冷却水系统，以确保冷却水系统的传热效果。蒸发冷却系统将制冷系统的冷凝器直接与冷却塔相结合，冷却水直接喷洒在冷凝器上进行蒸发冷却。它具有良好的冷却效果，但系统复杂，要求冷凝器直接安装在室外，因此系统的运行和维护要求很高。

(4)控制系统:主要对冷库温度、湿度控制和制冷系统、冷却系统进行控制，确保冷库的安全、正常运行。随着技术的发展，计算机和网络技术已逐渐应用于冷库的控制。

(5)辅助系统:主要包括冷库操作间、机房等，对于大型冷库也有动力车间、配电室、锅炉房、实验室、水泵房、仓库、水处理等场所。