Основное отличие двухкамерного холодильника от однокамерного — это наличие двух испарителей, которые предназначены для каждой отдельной камеры: холодильной и морозильной. В основе принципа действия такой системы лежит поочередное включение двух испарителей. На первоначальном этапе сжиженный фреон, по средствам работы компрессора попадает в испаритель, который относится к морозильной камере. В испарителе он закипает, затем испаряется и в результате чего происходит охлаждение поверхности. В это время фреон не поступает в испаритель холодильной камеры. Как только температура поверхности испарителя морозильной камеры достигла определенного уровня, фреон начинает поступать и в испаритель холодильного отделения. Под его воздействием происходит охлаждение поверхности до —14°С. После того, как данная температура достигнута компрессор прекращает свою деятельность. С течением времени, температура в холодильном и морозильном отделениях постепенно повышается, а соответственно отмечается подъём температуры и на поверхности испарителей. Таким образом, процесс снова возобновляется. Испаритель «плачущего» типа. 
  Такое название обычно применяют к испарителю холодильной камеры, который располагается в двухкамерной системе. Обычно в холодильных камерах устанавливают небольшой испаритель, который в несколько раз меньше по объёму, чем аналогичный в морозильном отделении. Такой испаритель охлаждается до необходимой температуры (—14°С) за максимально короткий промежуток времени. После достижения этой температуры благодаря команде терморегулятора происходит отключение компрессора. В период своего охлаждения испаритель создаёт в холодильной камере температурный режим +4°С. Под воздействием постепенно нагреваемого воздуха, иней, находящийся на испарителе, начинает таять. Таким образом, образуются капли воды, которые собираются в специальные ёмкости, расположенные под испарителем. Благодаря регулировке мощности компрессора можно создавать необходимый температурный режим, как в холодильной, так и в морозильной камерах.
Обычно терморегулятор располагается только в холодильной камере. Однако это не означает, что в морозильной камере отсутствует возможность регулирования температурного режима. При понижении температуры в холодильной камере, происходит автоматическое снижение температуры и в морозилке. Например, если температуру в холодильном отделении понизить на 20°С, то и в морозилке температура снизится на столько же градусов. При этом стоит отметить, что даже при минимальном значении температуры в холодильной камере, температурный режим в морозилке не повысится выше —18°С.