터보압축기(turbo compressor)는 그림과 같은 구조를 가지며 임펠러(impellar)를 고속 회전시켜서 임펠러 주속도(周速度)의 제곱에 비례하는 원심력을 이용하여 냉매가스를 압축한다. 터보 냉동기는 2단 또는 3단의 것이 많고 회전속도는 3,000～8,000 rpm 정도이며 용량이 큰 것일수록 회전속도는 느리다. 그림에서 증발기 입구에 이코노마이저(economizer)를 설치하여 고압 팽창밸브(제1플로트 밸브)를 냉매 중에 발생한 가스를 고압 임펠러로 보내고 액만을 저압용 제2플로트 밸브로 보낸다. 터보냉동기는 소용량의 것에서는 효율이 비교적 나쁘나 R-113냉매로 단단(單段)으로 50 냉동톤 정도의 소용량의 것이 만들어지고 있다. 터보냉동기의 용량제어는 압축기의 흡입구에 설치된 평판 댐퍼(damper)를 닫아서 흡입압력을 감소시키는 방법인 흡입 댐퍼 제어방식과 최초의 임펠러 입구에 설치된 수매(數枚)의 부채모양의 베인(vane) 각도를 변화시켜서 제어하는 흡입 베인 제어(vane control) 방식, 압축기의 회전속도를 변화시키는 회전속도 제어방식이 있다.