層疊式蒸發器是由兩片沖成復雜形狀的鋁板疊在一起組成制冷劑通道，每兩片通道之間夾有蛇形散熱鋁帶。這種蒸發器也需要雙面復合鋁材，且焊接要求高，因此，加工難度最大，但其換熱效率也最高，結構也最緊湊。采用新制冷劑R134a的制冷空調裝置有應用這種層疊式蒸發器。

層疊式蒸發器結構經歷過由雙儲液室向單儲液式的變化。以前的雙儲液室蒸發器和新型的單儲液室式蒸發器結構的比較。單儲液室式蒸發器，由于具有分流、集合制冷劑功能的儲液室集中在熱交換器的下部，即僅集中在單側，則可使熱交換器正面面積當中進行熱交換的有效部分的比例增加。

組成單儲液室蒸發器的零件主要是由形成制冷劑通道的鋁板、板外側的波紋狀散熱片、支撐整個板疊層的兩端板以及進出口片的襯墊等組成的。

構成儲液室和管子的板。儲液室在空氣流動方向的中央被隔，分成，上流和下流四部分。中央用隔板隔開，但上部(與儲液室位置相反的一側)在一定長度內無隔板。這樣，制冷劑流過管子時，在上流和下流儲液室之間作“U”形轉彎。制冷劑流動路線如下:制冷劑注入儲液室，并被分配到構成一個區段的許多管子，隨后在各自的管子內作“U”形轉彎，最后集中到另一側的儲液室內。