恒溫恒濕試驗箱是由加熱系統，控制系統，濕度系統、制冷系統這些主要的系統組成，下面主要來解說一下主要的幾個系統的工作原理。
首先來說一說恒溫恒濕試驗箱的制冷系統了，制冷系統是恒溫恒濕試驗箱的要害之一，其制冷方式都是以機械制冷來完成，機械制冷采用的是蒸汽壓縮式制冷，它們主要由壓縮機，冷凝器，節流機構和蒸發器所組成的，恒溫恒濕試驗箱的制冷方式是有兩種的，分別是單級制冷以及雙級制冷，-40℃以下溫度一般以雙級制冷為佳。
相對于制冷系統來講，恒溫恒濕試驗箱的加熱系統就比較的簡單了，它主要是由大功率的電阻絲組成的，恒溫恒濕試驗箱升溫速率的要求比較大，所以它的加熱系統功率也是比較大。
控制系統就是恒溫恒濕試驗箱的核心了，主要是由它來決定設備的升溫速率和精度等一些重要的指標，控制系統基本上都是屬于軟件的范疇，在使用過程中一般不會出現問題。
濕度系統分為加濕和除濕兩個子系統，恒溫恒濕試驗箱的加濕方式一般采用蒸汽加濕法，即將低壓蒸汽直接注入試驗空間加濕。這種加濕方法加濕能力，速度快，加濕控制靈敏，尤其在降溫時輕易實現強制加濕。
