Comme les climatiseurs normaux, les climatiseurs portables aspirent de l'air chaud, le refroidissent et le font circuler dans la pièce. Contrairement aux climatiseurs normaux, toutes les pièces mécaniques d'un climatiseur portable fonctionnent à l'intérieur la chambre.
L'utilisation d'un climatiseur traditionnel nécessite d'installer l'unité à travers une fenêtre, permettant à la majeure partie de l'unité de se projeter à l'extérieur. En revanche, le climatiseur portable est une unité fermée. Il se trouve sur le sol de la pièce et abrite le compresseur et les circuits.
Les climatiseurs traditionnels évacuent l'air chaud à l'extérieur de la pièce pour refroidir, tandis que les climatiseurs portables utilisent un tuyau d'évacuation fixé à une fenêtre extérieure. Le tuyau d'évacuation crée une pression négative dans la pièce, aspirant l'air chaud des pièces environnantes dans l'unité. L'unité refroidit ensuite l'air chaud et le libère directement dans la pièce.
Malgré leur portabilité, les climatiseurs portables sont généralement volumineux et encombrants. Une unité typique pèse de 50 à 80 livres et doit fonctionner près d'une fenêtre à des fins d'échappement. De nombreux climatiseurs portables sont équipés de roues pour un repositionnement facile. Le tuyau d'une unité mesure 5 à 7 pieds de long et nécessite beaucoup d'espace pour éviter le blocage du flux d'air.