在新、老系列的冷冻机中大多采用着强制性循环润滑，即利用油泵将油强制输送到各润滑点。活塞式冷冻机的润滑多为内传动系统，即润滑系统不单独设立油箱和油泵站，而是采用冷冻机的曲轴箱兼作润滑油箱，专门的润滑泵与曲轴的一端相连，润滑装置与冷冻机构成了一个整体。
油泵经孔为0.28-0.154mm的筛网式粗滤器从曲轴箱中吸油，而后经过滤精度为10-20μm的纸质或粉末冶金式的精细滤油器将冷冻机润滑油压出，一路润滑油被送到曲轴的前端，润滑轴封、前主轴承、曲柄销及连杆小头，另一路压力油进到曲轴的后端，润滑后主轴承、曲柄销及连杆小头，此外该压力油还同时被送到油分配阀，用于控制能量调节结构。润滑系统中还应带有压力表、调压阀等必备元件，调压阀用于调节润滑油的压力并可使多余的润滑油流回曲轴箱。在该系统中气缸面是利用连杆小头挤出的油和连杆大头甩出的油实现摩擦面的润滑。
由于调压阀调节的润滑油的压力通常比冷凝压力高0.2-0.3MPA，润滑油量可相当于冷冻机输气量的1%-2%。润滑泵可直接用转子本身驱动，也可做成外传动式的。通常都将油分离器作为润滑系统的油箱。应用较广的是离心—重力型和填料—重力型的油分离器。
氧化冷冻机油在使用过程中，当压缩机的排气温度较高时，就有可能引起氧化变质，特别是化学稳定性差的冷冻机油，更易变质，经过一段时间，冷冻机油中会形成残渣，使轴承等处的润滑变坏。有机填料、机械杂质等混入冷冻机油中也会加速它的老化或氧化；