两者的主要区别在压缩机的电动机，前者是可无级调速的变频电机，后者是普通的单相电机，3匹以上空调也有用三相电机的。由于电动机的转速与电源频率有关，改变电源频率就可改变电动机转速，因此变频空调的核心部件是可以改变电源频率的控制器，俗称变频板。

由于变频空调可以调速运行，在室温与设定温度差较大时，可以高速甚至超速运行，当室温接近设定温度时，就降低转速低速运行。而非变频空调俗称定频空调，始终只能以额定转速运行，当室温达到设定温度后就停机，等温度上升后再开机，如此往复。

由于上述之区别，变频空调在刚开机时可以超过额定转速运行，从而达到快速降温目的。室温降下来后又以低速运行保持室内在设定温度上。这样就达到了恒温、静音(低噪声)的目的，使人的感觉舒适。

而定频空调只能以额定转速运行，刚开机时不能快速降温，当室内温度达到设定温度后，就以开开、停停的模式运行。这就带来两大缺点，只能以额定转速运行不能低速运行，在夜深人静时其噪声就感觉有点大；室内温度达到设定值时就停机，要等温度上升后再开机，这就无法达到恒温，室内温度也在开机时降低停机时上升不断变化，使人的舒适感降低。