绝热膨胀是指与外界没有热量交换，但气体对外界做功，气体膨胀。根据热力学第一定律，可证明这是等熵过程，在这个过程中气体体积增大，压强降低，因而温度降低。所以绝热膨胀经常用于降低气体的温度，起到冷冻的效应。

绝热膨胀过程中，气体的体积V增大，压强p降低，等熵过程的温度随压强的变化而变化。过程可用等熵效应系数来衡量。又由于系统不和外界交换热量，即dQ=0，故由热力学第一定律，气体的温度必然降低。

从能量转化的角度看，气体在绝热膨胀过程中减少其内能而对外做功，膨胀后气体分子间的平均距离增大，吸力的影响减弱而使分子间的互作用能量有所增加。内能既减少，相互作用能量又增加，分子的平均动能必减少，因而气体的温度下降，起到冷冻的效果。

绝热膨胀法是德国科学家林德等人在征服“永久气体”的过程中研究发现的。压缩—绝热膨胀法的过程是先向容器里装入气体，施加高压，通过外界做功，使气体体积变小，气体分子运动加快（增加分子的平均动能），温度升高，接着通过冷却剂的蒸发吸热，带走热量，把受压气体冷却到原来的温度。然后断绝容器（系统）与外界的热交换，让受压的气体通过狭窄的口子急剧膨胀，对外做功，由于从外界吸收的热量为零，因此只能减少自身的内能，从而达到降温的目的。