Chladivo je látka používaná v tepelném cyklu, který obvykle pro zvýšení účinnosti zahrnuje vratnou změnu fáze z plynu na kapalinu. Jako chladiva se tradičně používaly fluorované uhlovodíky, zejména chlorfluorované uhlovodíky, které jsou však postupně vyřazovány kvůli svým účinkům poškozování ozonu. Dalšími běžnými chladivy používanými v různých aplikacích jsou čpavek, oxid siřičitý a nehalogenované uhlovodíky, jako je metan.
Ideální chladivo má dobré termodynamické vlastnosti, je chemicky neaktivní a bezpečné. Požadovanými termodynamickými vlastnostmi jsou bod varu poněkud pod cílovou teplotou, vysoké teplo odpařování, mírná hustota v kapalné formě, relativně vysoká hustota v plynné formě a vysoká kritická teplota. Protože bod varu a hustota plynu jsou ovlivněny tlakem, mohou být chladiva volbou provozního tlaku vhodnější pro konkrétní použití. Tyto vlastnosti jsou v ideálním případě splněny chlorfluoruhlovodíky.
Korozní vlastnosti jsou otázkou kompatibility materiálů s mechanickými součástmi: kompresorem, potrubím, výparníkem a kondenzátorem. Mezi hlediska bezpečnosti patří toxicita a hořlavost.
Přírodní chladiva, jako je čpavek, oxid uhličitý a nehalogenované uhlovodíky, uchovávají ozonovou vrstvu a nemají žádný (čpavek) nebo jen nízký (oxid uhličitý, uhlovodíky) potenciál globálního oteplování. Používají se v klimatizačních systémech budov, ve sportovních a volnočasových zařízeních, v chemickém/farmaceutickém průmyslu, v automobilovém průmyslu a především v potravinářském průmyslu (výroba, skladování, maloobchod). Pro přírodní chladiva se otevírají nové aplikace například v klimatizacích vozidel.
Emise z automobilových klimatizací jsou stále větším problémem kvůli jejich dopadu na změnu klimatu. Od roku 2011 bude Evropská unie postupně vyřazovat chladiva s potenciálem globálního oteplování (GWP) vyšším než 150 v automobilových klimatizacích (GWP = 100letý potenciál oteplování jednoho kilogramu plynu v poměru k jednomu kilogramu CO2). To zakáže silné skleníkové plyny, jako je chladivo HFC-134a – které má GWP 1410 – na podporu bezpečných a energeticky účinných chladiv. Jednou z nejslibnějších alternativ je přírodní chladivo CO2 (R-744). Oxid uhličitý je nehořlavý, nepoškozuje ozonovou vrstvu, má potenciál globálního oteplování 1, ale je toxický a potenciálně smrtící v koncentracích nad 5 % objemu. R-744 může být používán jako pracovní kapalina v systémech kontroly klimatu pro automobily, obytné klimatizace, čerpadla teplé vody, komerční chladicí a prodejní automaty. R12 je kompatibilní s minerálním olejem, zatímco R134a je kompatibilní se syntetickým olejem. GM oznámila, že do roku 2013 začne používat Hydrofluoro olefin, HFO-1234yf, ve všech svých značkách. Toto nové chladivo má GWP rating 4 a není směsí.Dimethylether (DME) také získává popularitu jako chladivo.
Některá chladiva, například tetrafluorethan, zaznamenávají rostoucí používání jako rekreační drogy, což vede k extrémně nebezpečnému jevu známému jako zneužívání inhalátorů.
Od 1. července 1992 je nelegální vypouštět do atmosféry chladivo (úmyslné nebo náhodné), protože může způsobit vážné poškození ozonové vrstvy. Když jsou CFC odstraněny, měly by být recyklovány, aby se odstranily všechny kontaminanty a vrátily se do použitelného stavu. Chladiva by nikdy neměla být smíchána dohromady. S některými CFC musí být nakládáno jako s nebezpečným odpadem, i když jsou recyklovány, a pro jejich přepravu jsou vyžadována zvláštní bezpečnostní opatření, v závislosti na právních předpisech vlády země.