自然複疊循環使用混合工質，通過一台壓縮機實現係統內混合工質的分離和循環，使低沸點的製冷劑進入蒸發器，製取預定的低溫。和常規的製冷循環相比，自然複疊製冷循環在製取低溫時具有以下的特點：

    1、自然複疊製冷循環隻采用一台壓縮機就可以獲得很低的溫度環境，實現了常規製冷方法中需要兩台或兩台以上的壓縮機才能達到的低溫。整個製冷循環係統中隻有一個壓縮機為運動部件，提高了機組運行穩定性，使係統控製、維護等方麵大為簡化。
    2、在自然複疊製冷循環中，混合工質中的高沸點組分成為循環的高溫製冷劑，低沸點組分成為循環的低溫製冷劑，可以製取與兩級壓縮製冷循環和複疊製冷循環同樣的工作溫度。在製取低溫時不會出現製冷劑蒸發壓力過低或冷凝壓力過高的情況。
    3、自然複疊製冷循環的製冷劑是混合工質，在流程中分別呈氣態、氣液平衡態及液態，其物性值確定沒有統一規則，循環的計算較為複雜，沒有較為成熟的相關理論。