VOCs深冷冷凝回收系統的冷凝方式有直接冷凝和壓縮冷凝兩種。為提高冷凝效率，直接冷凝一般采用多級連續冷卻方法降低揮發廢氣的溫度，使之凝聚為液體分離出來。冷凝法回收裝置的冷凝溫度一般按預冷、機械制冷、液氮制冷等步驟來實現。根據揮發氣的成分、要求的回收率及后排放到大氣的尾氣允許含量來確定冷凝裝置出口處揮發氣的溫度值。
　　VOCs深冷冷凝回收是單級冷卻裝置，其冷凝溫度在各成分的凝固溫度以上，一般在4℃左右，目的是使大部分水汽凝結為水而除去，減少裝置的運行能耗。揮發氣離開預冷器后進入機械制冷級，機械制冷級可使大部分有機廢氣冷凝為液體回收。若需要更低的冷卻溫度，則在機械制冷之后連接液氮制冷，可使有機廢氣的回收率達到百分之99。單級機械壓縮制冷裝置的工作溫度范圍為-35～-10℃；串聯的機械壓縮制冷裝置有淺冷級和深冷級組成，VOCs深冷冷凝回收其工作溫度范圍為-70～-40℃；用液氮制冷的深冷裝置的工作溫度可達-184℃。多級連續冷卻方法在石油化工行業的油氣回收中應用很廣泛，其凈化程度可滿足世界各國排放標準的要求。

　　VOCs深冷冷凝回收，之前大家稱之為油氣回收比較多，這是因為它主要運用在油氣回收行業，特別是儲罐裝車逸散氣及儲罐大小呼吸逸散氣的高濃度小風量的冷凝回收，除了實現環保達標，在經濟效益上也比較明顯，這主要是一些純溶劑的回收的經濟價值。現今，VOCs深冷運用在化工行業的預處理越來越廣泛，特別是含鹵代烴的大濃度廢氣的預處理。