饮水机的制冷原理主要有两种，分别是半导体直冷式和压缩式。

半导体直冷式饮水机，当制冷开关开启，交流电压经过一系列转换后变为直流，为制冷组件和风机提供电源。水箱中的水分为两路，一路经制冷后变为冷水，另一路加热为热水。由于无自动控温，制冷指示灯始终亮着。当水温降至设定范围（85-95℃），温控器会自动调节加热电源。

压缩式制冷饮水机则通过压缩机运行来实现制冷。按下制冷开关，制冷绿色指示灯亮起，压缩机吸取蒸发器中的制冷剂，压缩并散热，使水温下降。当温度达到设定值，制冷器断开，进入保温状态。同样，加热功能由红色加热指示灯控制，水温在4-12℃或85-95℃之间自动保持恒定。

两种饮水机都配备了温度保险装置，如保险丝和手动复位温控器，以确保在过热或过载情况下自动切断电源，保障用户安全。当温度下降到设定值后，这些保护装置会自动重新接通，确保饮水机的正常运行。