L'industrie automobile a fait un pas important lorsque les systèmes de climatisation des véhicules commercialisés dans de nombreux pays sont passés d'un fluide frigorigène à cluorofluorocarbones ( CFC-12) aux hydrofluorocarbones (HFC-134a) moins nocifs pour la couche d'ozone.

Cependant, au regard des objectifs fixés par le protocole de Kyoto et la marginalisation des systèmes de climatisation embarqués, le remplacement du HFC-134a peut représenter un enjeu important pour réduire les émissions de gaz à effets de serre : En effet, le HFC-134a a un impact 1300 fois plus important sur le rechauffement de la planète que le CO2 à quantité égale en poids.

Le fonctionnement d'un climatiseur joue sur la compression d'un gaz et de sa détente. Un compresseur comprime le gaz chaud à trés haute pression qui passe dans un condensateur et dans un échangeur thermique interne (qui permet des échanges thermiques avec la zone basse pression) pour être refroidi puis passe dans le détendeur. Il en sort un liquide qui permet le refroidissement de l'habitacle en passant dans l'évaporateur. Le gaz à basse pression est ensuite accumulé dans un condensateur avant de circuler dans l'échangeur thermique et de repartir dans le compresseur pour un nouveau cycle.

Le CO2 est un gaz envisageable comme refrigérant des systèmes de climatisation en remplacement des HFC-134a dans un futur proche. L'emploi du CO2 relève plusieurs difficultés liées à la pression à laquelle il doit être employé pour être utilisé comme fluide refrigérant. En effet, la température critique du CO2 est plus basse que celle du HFC-134 et sa pression critique est plus élevée ce qui oblige le système de climatisation à fonctionner dans des conditions plus difficiles à réaliser. Cela implique des matériaux plus résistants , donc plus lourd et plus coûteux, ce qui freine la commercialisation de ce type de système à l'heure actuelle. Toutefois, Denso, un équipementier Japonais, a équipé en 2002 le véhicule experimental de Toyota à pile à combustible d'un système de climatisation à CO2.

Le climatiseur peut fonctionner pour rechauffer l'habitacle, ce qui est un facteur non négligeable si on envisage le développement dans le futur de véhicules à pile à combustible qui ne disposent pas de source chaude (moteur thermique) pour servir de chauffage.