空气调节系统，是包含温度、湿度、空气清净度以及空气循环的控制系统，被称为HVAC（英语：Heating,Ventilation,Air-conditioning and Cooling）。
空调供应冷气、暖气或除湿的作用原理均类似，利用冷媒在压缩机的作用下，发生蒸发或凝结，从而引发周遭空气的蒸发或凝结，以达到改变温、湿度的目的。值得注意的是，“暖气机”是一个罕见的、热效率大于1的优良设备（若不考虑‘温室效应’）。这使得其对地处亚热带地区的意义，远不如对于地处温带的地区来得有建设性。
在超过一千年前，波斯已发明一种古式的空气调节系统，利用装置于屋顶的风杆，以外面的自然风穿过凉水并吹入室内，令室内的人感到凉快。
19世纪，英国科学家及发明家麦可·法拉第(Michael Faraday），发现压缩及液化某种气体可以将空气冷冻，此现象出现在液化氨气蒸发时，当时其意念仍流于理论化。
1842年，佛罗里达州医生约翰·哥里(John Gorrie）以压缩技术制造出冰块，并使用作冷冻空气以吹向疟疾与黄热病的病人。他想到使用其制冰机以管理大厦的环境，并想像到可令整个城市凉快的中央空气调节系统。哥里在1851年为其制冰机取得美国专利（#8080）。此技术受到北方一些商人及宗教领袖的攻击，因为技术威胁这些商人从北方运送冰块至南方出售的生意。当哥里及其生意伙伴在1855年去世后，空气调节的意念亦随之消失。
空气调节其中一个供个人舒适的应用是在1902年，当时纽约证券交易所压所落成的新大楼设有中央空调。一名新泽西州Hoboken的工程师Alfred Wolff协助设计此崭新的空气调节系统，并把技术由纺织厂迁移至商业大厦，他被认为是令工作环境变得凉快的先驱之一。
1902年后期，首个现代化，电力推动的空气调节系统由韦利士·夏维兰·加利亚（1876年-1950年）发明。其设计与Wolff的设计分别在于并非只控制气温，亦控制空气的湿度以提高纽约布克林一间印刷厂的制作过程质素。此技术提供了低热度及湿度的环境，令纸张面积及油墨的排列更准确。其后，加利亚的技术开始用于在工作间以提升生产效率，开利工程公司亦在1915年成立以应付激增的需求。在逐渐发展下，空气调节开始用于提升在家居及汽车的舒适度。住宅空调系统的销量到1950年代才真正起飞。建于1906年，位于北爱尔兰贝尔法斯特的皇家维多利亚医院，在建筑工程学上具有特别意义，被称为世界首座设有空气调节的大厦。
1906年，美国北卡罗莱纳州夏洛特的Stuart W. Cramer正找寻方法增加其南方纺织厂的空气湿度。Cramer把技术命名为空气调节，并在同年将其用于专利申请中，作为水调节（water conditioning）的代替品。水调节当时是一个著名的程序，令纺织品的生产较容易。他把水汽与通风系统结合以“调节”及转变工厂里的空气，控制纺织厂中极重要的空气湿度。韦利士·加利亚使用此名称，并把它放进其1907年创办的公司名称：“美国加利亚空气调节公司” （今开利公司）。
最初的空调、电冰箱使用氨、氯甲烷之类的有毒气体。这类气体泄露后会酿成重大事故。Thomas Midgley,Jr.在1928年发明了氯氟碳气体（chlorofluorocarbon gas）， 并将其命名为氟利昂。这种制冷剂对人类安全得多，但是对大气臭氧层有害。氟利昂是杜邦公司CFC、HCFC或HFC类冷冻剂的商标，其中每一类冷冻剂名称还包括一个数字，以表示其成分的分子组成（例如R-11,R-12,R-22,R-134）。其中，在直接蒸发式适度冷却产品领域应用最广的R-22 HCFC制冷剂将于2010年起停止用于新生产的设备中，并于2020年彻底停止使用。R-11和R-12在美国已经停产。作为替代品，一些对臭氧层无害的制冷剂已投入使用， 包括商品名为“Puron”的制冷剂R-410A。
空调工程师们通常把空气调节的应用大致分为“舒适性应用”和“工艺过程性应用”。
