Avfrostning innebär att man avlägsnar is och frost från kylskåp och frys för att dessa vitvaror skall kunna fungera normalt. Tjocka islager gör annars att temperaturen blir ojämn och att apparaternas livslängd kan minska, dessutom ökar energiförbrukningen. Man bör avfrosta minst en-två gånger om året. Innan avfrostningen genomförs avlägsnas alla matvaror från kylen eller frysen och förvaras temporärt i en kylväska, i ett kylrum eller utomhus (om det är tillräckligt kallt). Vid avfrostning stänger man av apparaten och låter is och frost smälta. Genom att ställa in kastruller, byttor eller plastpåsar fyllda med varmvatten kan man påskynda processen. Smältvattnet rinner vanligen ned genom en avrinningsanordning. För att undvika att vattnet rinner ut på golvet och orsakar översvämning eller fuktskador bör man ställa en skål eller lägga en handduk framför vitvaran. Lös is plockas bort för hand. Man bör inte försöka bryta eller hacka loss is eftersom det kan skada kylskåpet eller frysen. Efter avfrostningen bör man torka av kylen/frysen invändigt med en ren disktrasa innan man sätter på den igen och så småningom flyttar tillbaka matvarorna. Moderna kylskåp är självavfrostande, vilket innebär att vatten leds bort till en skål ovanför kompressorn, där det dunstar bort. Även vissa frysmodeller är självavfrostande. En självavfrostande kyl har köldmedelkanalerna i bakdelen av skåpets innerdel, numera oftast gömda i bakväggen men ibland även synliga som element. Fuktighet som följer med varm luft utifrån in i skåpet kondenserar mot dessa kanaler och bildar frost när skåpet kyler. Vid avfrostningen, som sker periodiskt (i enklare kylskåp) eller sensorstyrt (i mer avancerade apparater), slås kylningen ifrån samtidigt som aktiva värmeelement värmer upp de punkter i apparaten, där frost riskerar att bildas, framförallt på kylelementen. Denna punktuelle uppvärmning sker under en förhållandevis kort tid (ett antal minuter per dygn), så att frosten smälts regelbundet, utan att temperaturen i kylskåpet i övrigt höjs nämnvärt på grund av den korta uppvärmningstiden. Smältvattnet rinner ner till en ränna i nedre delen av bakväggen som samlar upp det och leder det via en kanal ut till en droppskål ovanför skåpets kompressor, där det sedan avdunstar med hjälp av kompressorvärmen när skåpet kyler. En självavfrostande frys arbetar liknande en modern kyl med dynamisk kylning. I en frys med automatisk avfrostning cirkulerar kall luft från köldmediekanaler som sitter på en enda plats. Det blir därför även dit fukt och sedermera frost söker sig. Då platsen är relativt isolerad från huvuddelen av frysen kan köldmediekanalen värmas regelbundet, vilket smälter frosten till smältvatten som leds ut ur skåpet till en droppskål ovan kompressorn på frysens baksida. En nackdel med självavfrostande frysar är att luften inuti skåpet blir mycket torr, vilket kräver att livsmedel som innehåller fukt måste packas mycket väl. Bröd förstörs lätt om det fryses i otäta förpackningar eller påsar. Prisnivån är också högre för självavfrostande frysar än för manuellt avfrostade, även om prisskillnaderna sjunkit på senare år. I självavfrostande frysar tar utrustningen större plats, vilket ger mindre plats för frysvarorna.
Moderna kylskåp använder en kompressorvärmepump för att föra bort värmen ur skåpet. Innan elektriska kylskåp infördes användes isskåp. De flesta moderna kylskåp arbetar med ett slutet system med köldmedel, vanligen R600a (isobutan) med en låg kokpunkt (-11,7 grader i atmosfären vid havsytan för R600a). När en matvara läggs in i kylskåpet värms köldmediet upp av maten och "kokar" (tack vare köldmedlets låga kokpunkt). Matvaran blir kall, därför att matens inneboende, relativa värme värmer köldmediet. Köldmediet leds sedan tillbaka till kompressorn genom tryck och tyngdkraft. Kompressorn ökar köldmediets tryck och ökar därmed köldmediets kokpunkt. Köldmediet kan inte längre koka och ger därför ifrån sig värmen på baksidan av skåpet vid kompressorn. Köldmediet tillåts sedan att expandera och sjunker däreigenom i temperatur och tillbaka in i kylskåpet där det återigen tar upp värmen från inlagda matvaror. Principen är likadan för både kyl-, sval- och frysskåp, skillnaderna mellan dem är önskad temperatur samt i viss mån skåpets isolering och invändiga design. Kylskåp rekommenderas hålla en temperatur mellan 4 °C och 5 °C , svalskåp mellan 8 °C och 12 °C. Idag har svalskåpet i stort sett försvunnit från marknaden och ersatts av grönsakslådor i kylskåpet. De flesta kylskåp har idag automatisk avfrostning. Endast små skåp måste fortfarande avfrostas manuellt. Fuktig luft förs löpande in i kylskåpet i och med att dörren öppnas. Frost uppstår sedan när denna fukt i rumsluften kondenserar mot köldplattan/ bakväggen i kylskåpet. När kylskåpet arbetar fryser sedan fukten till is, Den automatiska avfrostningen motverkar denna isbildning genom regelbunden och i vissa fall sensorstyrd men alltid kortvarig uppvärmning av kylskåpet, som smälter is som eventuellt uppstått inne i skåpet och där sedan smältvattnet rinner ner i en ränna, oftast bak i skåpet, vilken har ett utlopp ur skåpet till en skål ovanpå kompressorn. Den lilla mängd vätska som ansamlas avdunstar sedan på grund av överskottsvärmen som uppstår vid kompressionen av kylmedlet på baksidan av kylskåpet. Saknas automatisk avfrostning måste den is, som alltid kommer att bildas inne i ett kylskåp, regelbundet avlägsnas genom manuell avfrostning. Detta görs genom att man manuellt höjer temperaturen inne i kylskåpet tills isen smälter och kan tas bort. Fram till 1990-talet var kombinerade kyl- och frys-skåp vanliga när det var fråga om större skåp (över 140 cm). Kylskåpet hade då ofta en svaldel nertill, vilken ofta hade egen dörr med en avdelare mellan kyldelen och svaldelen. Tillhörande frysskåp hade samtidigt ofta två dörrar i samma proportioner, för att minska kallras och tryckskillnad och för att estetiskt passa ihop med kyl/svalen. Frysar med två dörrar har i stort sett upphört att tillverkas, liksom skåp med rena svaldelar. Kallras i frysar stoppas numera med utdragslådor snarare än öppna hyllor. Samtidigt har självavfrostande frysskåp blivit vanligare. Kombinationsskåp med både kyl och frys i samma enhet är alltjämt vanliga, för att spara nödvändig plats i köket. Dessa varierar i storlek från 120 cm till 210 cm med bredder på 50 till 75 cm. Amerikanska storlekar i 90 cm bredd säljs också på marknaden, men mer sparsamt, troligen för att måtten ofta fordrar en ombyggnation av kök samt att vattenledningar ofta behöver dras för att utnyttja finesser som kallvatten, isbitar och krossad is i dörren. Skåp med enbart kyldel finns i storlekar ned till 50 cm höjd men vanligare är 85 cm höga skåp vilket är standardhöjd för att få in enheter under bänkskiva. Sådana kylskåp finns även med frysfack. Kombinationsskåpen förekommer också med frysen ovan (kyl-under-frys eller kyl med toppfrys) eller kylen ovan (kyl-över-frys eller kyl/frys). Side-by-side-skåp (90 cm bredd) har överlag frysdelen till vänster även om kyl över frys förekommer.