在制冷機中兩級壓縮制冷是多級壓縮制冷的一種。它是在單級壓縮制冷的基礎上發展起來的。兩級壓縮制冷的壓縮過程分兩個階段進行：來自蒸發器的制冷劑蒸氣先在低壓級壓縮機中壓縮，當被壓縮到中間冷卻器的中間壓力時，便進入中間冷卻器進行冷卻；然后再進入高壓級壓縮機壓縮到冷凝壓力。因此兩級壓縮制冷裝置，可以是由兩臺壓縮機組成的雙機兩級系統，其中一臺為低壓級，另一臺為高壓級。也可以由一臺壓縮機組成，其中幾個氣缸作為高壓氣缸，其余幾個作為低壓氣缸，這樣的壓縮機稱為單機兩級壓縮機。
兩級壓縮制冷循環，由于它們的節流級數以及液體和蒸氣冷卻方式的不同，因而有不同循環型式。例如有兩級節流和一級節流循環，中間完全冷卻和中間不完全冷卻循環等。一級節流或兩級節流，是指冷凝液體從冷凝壓力節流到蒸發壓力，是經過一個節流閥來完成，或是先經過一個節流閥由冷凝壓力節流至中間壓力，然后再經過另一個節流閥節流至蒸發壓力。