Kølemidler er naturlige eller syntetiske væsker med et lavt kogepunkt, som bruges i køleteknologi og varmepumper, og som transporterer termisk energi.
De vigtigste egenskaber ved kølemidler er, at de absorberer varme i flydende form og fordamper selv ved lave temperaturer. Det opvarmede kølemiddel i gasform komprimeres derefter af en kompressor, hvilket øger temperaturen. Kølemidlet frigiver derefter sin varme til varmesystemet med den ønskede varmeproduktionshastighed. Det afkølede, igen flydende kølemiddel dekomprimeres og afkøles yderligere af en ventil, som lukker kredsløbet og giver det mulighed for at absorbere varme igen. I køleteknologi udvindes varmen fra det rum, der skal køles, ved fordampning og frigives derefter til det fri.
I dag bruger man primært delvist halogenerede organiske fluorcarboner (PFC) eller hydrofluorcarboner (HFC) på grund af deres høje effekt. Andre biologisk ugiftige kølemidler omfatter kuldioxid, ammoniak, ammoniakdimethylether eller vand. Det nu forbudte kølemiddel fremstillet af chlorfluorcarboner (CFC'er) beskadigede ozonlaget på grund af kloren i det.