1925年首先在美国出现利用汽车冷却液通过加热器的方法取暖。1926年第一台由电驱动的封闭式制冷器问世。第二年，依莱克春鲁克斯（Electrolux）推出一种自动吸收式装置。1931年，逊尔斯、诺巴克及公司推出一种制冷器。这种制冷器的箱体与制冷部件分开运输，需要组装。1938年，莱锡（Nash）推出汽车空调的加热和通风装置，车外新鲜空气经加热和过滤后，再通过风扇在车内形成循环流动。到1940年，各种样式的加热器和车窗玻璃除霜器已是汽车的标准附件。同年，伯卡德（Packard）首次在乘用车上采用制冷机制冷的方法。首批制冷机是用带轮驱动的商业空调器，适合汽车使用，通常安装在车尾行李厢内。不到两年，少数公共汽车上也配置了这种制冷机。

第一台现代汽车空调系统是1960年由卡德勒克（Cadillac）推出的。该空调系统采用两路并进方式，冷却车顶水平部位，而对比较低的水平部位进行供热。现在仍然采用这种布置。这种布置形式提供了一种控制车内湿度的方法。

1967年，佛罗里达州高速公路所有州属警车都配置了空调。从那时起，大部分政府部门和跨国法律代办处的汽车也都安装了空调。

后来，大部分客车都配置了空调，载货运输汽车也开始安装空调，因为驾驶室有了空调，驾驶员持续驾驶的平均里程数要比没有空调时多，因此会获得比较大的利益。

目前，汽车空调不只是配置在乘用车、公共汽车和载货汽车上，它已推广应用到农用车辆（如拖拉机、收割机等）和其他非道路机动设备（如铲土机、推土机、平地机等）上，从而形成了一个新型工业——汽车空调工业。近几年，不论是汽车空调的生产制造业还是汽车空调的保养维修业均得到了超高速的发展。