溫度控制膨脹閥（Thermostatically Controlled Expansion Valve）縮寫為“TEV”或“TXV”，冷凍循環系統亦如典型壓縮循環系統相同，除冷劑控制器使用溫度膨脹閥外，循環過程為：壓縮機→冷凝器→蓄液器→液管→溫度膨脹閥→蒸發器→壓縮機，如圖
溫度膨脹閥之降壓作用與自動膨脹閥相同，當冷劑流經時，體積突然擴大，故膨脹降壓，以利在蒸發器中蒸發吸熱；但冷劑流量之大小調節控制與自動膨脹閥不同，是受蒸發出口之溫度來自動啟閉大小，將感溫球（Thermal Bulb）放置在蒸發器的出口部分，以毛細管連接至溫度膨脹閥以控制閥門開啟的大小，如冷房中溫度升高，蒸發器中之冷劑必感不足，出口冷劑之溫度必高，故感 溫球內的物質受熱膨脹而傳遞到膨脹閥，開大膨脹閥，讓冷劑多流入蒸發器；相反當冷房溫度降低，膨脹閥受感溫球收縮而關小，冷劑流量減少，故此型膨脹閥開啟大小，是受蒸發器出口溫度而定，故稱之為溫度控制膨脹閥。
溫度控制膨脹閥構造將于后面詳述.
溫度膨脹閥是受蒸發器之出口溫度而控制，故沒有液體流回損壞壓縮機之慮。
冷房中的溫度如毛細管系統相同，仍置一室內溫度控制器，由室內溫度控制壓縮機之停啟。停止時，高低壓如AEV同仍不能平衡，故壓縮機仍在有負載狀況下啟動，故起動轉矩大，起動電流較高。
因溫度膨脹閥由蒸發器出口溫度控制，故遠較自動膨脹閥由蒸發器入口壓力為安全準確。故目前在中、大型冷凍空調應用系統中，此型為應用最普遍的一種。
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