被称为制冷之父的美国发明家威利斯•哈维兰德•卡里尔（有的地方译作开利）于1902年设计并安装了第一部空调系统。美国纽约的一个印刷商发现温度的变化能够造成纸的变形，从而导致有色墨水失调，该空调系统就是为他设计的。卡里尔的专利1906年得到注册。
1902 年7月17日，卡里尔这名才从康奈尔大学毕业一年的年轻人，在“水牛公司”（Buffalo Forge Co.）工作时，发明了冷气机。但最初发明冷气机的目的， 并不是为人们带来舒适的生活环境，而是为一些死物服务。
话说当年水牛公司的其中一个客户——纽约市沙克特威廉印刷厂，它的印刷机由于空气的温度及湿度变化，使纸张扩张及收缩不定，油墨对位不准，无法生产清晰的彩色印刷品。于是求助于水牛公司。卡里尔心想既然可以利用空气通过充满蒸气的线圈来保暖，何不利用空气经过充满冷水的线圈来降温？空气中的水会凝结于线圈上，如此一来，工厂里的空气将会既凉爽又干燥。
1902年7月17日，空调的时代就由这印刷厂首次使用冷气机而开始。很快，其它的行业如纺织业、化工业、制药业、食品甚至军火业等，亦因空调的引进而使产品质量大大提高。1907年，第一台出口的空调，买家是日本的一家丝绸厂。
1915年，卡里尔成立了一家公司，至今它仍是世界最大的空调公司之一。但空调发明后的20年，享受的一直都是机器，而不是人。直到1924年，底特律的一家商场，常因天气闷热而有不少人晕倒，而首先安装了三台中央空调，此举大大成功，凉快的环境使得人们的消费意欲大增，自此，空调成为商家吸引顾客的有力工具，空调为人们服务的时代，正式来临了。
但说到空调可以普及，主要是通过电影院可成事的。大多数美国人是在电影院第一次接触到空调的。20世纪20年代的电影院利用空调技术，承诺能为观众提供凉爽的空气，使空调变得和电影本身一样吸引人，而夏季也取代了冬季成为看电影的高峰季节。随后出现了大量全年开放的室内娱乐场所，如、室内运动场和商场，这些都得归功于空调的出现。