Bắt đầu từ năm 1902, một kỹ sư trẻ người Mỹ tên là Willis Carrier được giao nhiệm vụ tạo ra một hệ thống xử lý không khí tại Công ty Xuất bản và In ấn Sackett-Wilhelms ở Brooklyn, New York. Giám đốc của công ty này phát hiện ra rằng, độ ẩm quá mức tại nhà máy in có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng và màu sắc của các bản in.
Carrier đã thiết kế một hệ thống các cuộn dây làm lạnh có khả năng duy trì nhiệt độ mát mẻ và tạo ra độ ẩm cố định ở mức 55% – tương đương việc sử dụng 49 tấn băng đá mỗi ngày để làm mát nhà máy. Với hệ thống làm lạnh này, Carrier được mệnh danh là cha đẻ của máy điều hòa không khí hiện đại chạy bằng điện.
Năm 1906, kỹ sư Stuart Cramer người Mỹ chế tạo thành công một thiết bị thông gió có thể bổ sung hơi nước vào bầu không khí ngột ngạt bên trong các nhà máy dệt. Cramer là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ “máy điều hòa không khí” để mô tả phát minh của mình.
Máy điều hòa không khí tiếp tục được sử dụng trong các xưởng và nhà máy trong suốt đầu những năm 1900, nhưng mãi đến năm 1914 nó mới được lắp đặt lần đầu tiên trong nhà ở tư nhân. Vào năm đó, triệu phú Charles Gates ở thành phố Minneapolis đã thuê Carrier lắp một máy điều hòa không khí trong biệt thự của mình.
Carrier tiếp tục phát minh ra một loại điều hòa không khí hiệu quả hơn gọi là máy làm lạnh ly tâm, hay “chiller”. Phát minh mới của ông được ra mắt vào năm 1925 tại buổi khai trương rạp chiếu phim Rivoli ở Quảng trường Thời đại. Nhiều khách tham dự cho biết, họ cảm thấy một bầu không khí mát mẻ như được quảng cáo bởi các nhà quản lý rạp chiếu phim. Trong 5 năm tiếp theo, Carrier lắp đặt hệ thống làm mát của mình tại 300 rạp chiếu phim ở khắp nước Mỹ.
Trước khi máy điều hòa nhiệt độ trở thành thiết bị phổ biến trong các ngôi nhà tại Mỹ, mọi người đổ xô đến các rạp chiếu phim mát mẻ và thoải mái trong cái nóng mùa hè. Điều này về cơ bản đã bắt đầu xu hướng xem phim bom tấn vào mùa hè của người dân.
Không lâu sau, hàng loạt doanh nghiệp thương mại đã lắp đặt các thiết bị điều hòa không khí khổng lồ trong các cửa hàng của họ. Máy lạnh khiến năng suất lao động của các nhân viên tăng vọt trong những tháng mùa hè, thời điểm họ thường bị mất động lực làm việc do nhiệt độ cao. Việc mở rộng sử dụng điều hòa không khí trong các ngôi nhà ở Mỹ bị đình trệ trong cuộc Đại khủng hoảng và Chiến tranh thế giới lần thứ hai. Nhưng đến thập niên 1950, nhiều người có đủ khả năng tài chính đã bắt đầu mua sắm loại thiết bị hiện đại này.
Năm 1965, chỉ 10% các hộ gia đình tại Mỹ có máy điều hòa nhiệt độ. Con số này tiếp tục tăng lên đều đặn sau nhiều thập kỷ trôi qua. Tính đến năm 2007, khoảng 86% các hộ gia đình sử dụng hệ thống làm mát không khí, theo số liệu thống kê của Tập đoàn Carrier có trụ sở tại Mỹ. Hiện nay, điều hòa không khí được coi là thiết bị tiêu chuẩn trong nhà ở Mỹ. Tuy nhiên, các loại thiết bị điều hòa không khí thường khác nhau giữa các vùng. Ví dụ, hệ thống điều hòa không khí trung tâm (central air system) phổ biến nhất ở khu vực phía Nam, miền Trung và phía Tây nước Mỹ. Trong khi đó, máy điều hòa không khí phòng phổ biến nhất ở khu vực Đông Bắc, theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA).
Việc sử dụng rộng rãi điều hòa nhiệt độ đã tạo điều kiện cho một sự thay đổi dài hạn trong dân số Mỹ. Trước khi có máy điều hòa, các thành phố trên hoang mạc như Deep South và Florida có mức độ tăng trưởng dân số rất thấp, bởi vì người dân phải chịu đựng thời tiết nóng bức và ngột ngạt. Tuy nhiên, với sự ra đời của máy điều hòa nhiệt độ trong nhà, mọi người có thể dễ dàng thích nghi và di cư đến đây nhiều hơn. Ngày nay, một số thành phố nóng nhất ở Mỹ bao gồm Phoenix (bang Arizona), Las Vegas (bang Nevada) và Dallas (bang Texas) tiếp tục chứng kiến sự gia tăng dân số nhờ máy điều hòa không khí.
