Газовые циклы, использующие газы, остаются газообразными в течение всего цикла. Их эффективность зависит от перепада давления и температуры холодной стороны, но в скороморозильных аппаратах они могут обеспечить значительный температурный подъем.
Для машин газового цикла важна рабочая жидкость с высоким изоэнтропическим коэффициентом, которой могут быть гелий и воздух. Двигатель Стирлинга обычно работает с гелием, а машины с воздушным циклом могут быть как с закрытыми, так и с открытыми системами.
Несмотря на то, что газовые циклы имеют ряд преимуществ перед системами сжатия пара, например, при более низких температурах холодной стороны, они могут оказаться менее эффективными, чем системы сжатия пара при более высоких температурах, таких как кондиционеры.