恒溫恒濕箱的溫度調節是通過箱內內置的溫度傳感器采集數據，通過溫度控制器(微型信息處理器)進行調節，開啟空氣加熱裝置升高溫度或調節制冷電磁閥降低箱內溫度，從而達到控制所需的溫度。恒溫恒濕箱的濕度調節是通過內置的濕度傳感器采集數據，由濕度控制器(微型信息處理器)進行調節，打開水箱的加熱元件，通過蒸發水箱中的水來增加箱內的濕度或調節制冷電磁閥來達到除濕的效果，從而達到所需的濕度控制。
恒溫恒濕試驗箱制冷劑循環系統:蒸發器中的液態制冷劑吸收空氣的熱量(空氣被冷卻除濕)開始蒸發。最后制冷劑與空氣形成一定的溫差，液態制冷劑完全蒸發成氣態，然后被壓縮機吸入壓縮(壓力和溫度升高)。氣態制冷劑通過冷凝器(風冷/水冷)吸熱，冷凝成液體。經膨脹閥(或毛細管)節流，成為低溫低壓制冷劑，進入蒸發器，完成制冷劑循環過程。
恒溫恒濕試驗機的結構特點
箱體結構方面，恒溫恒濕試驗箱采用數控機床加工成型，美觀大方，造型新穎，采用無反應手柄，操作簡便。工作室采用進口鏡板不銹鋼，箱體外容器噴涂A3鋼板。箱體外側與內膽之間填充超細保溫棉，具有良好的保溫效果，有效降低試驗箱內的溫度波動率，配合抗老化硅橡膠密封條的嚴密密封，使箱體不漏霧。由于試驗箱內環境惡劣，為了清楚地觀察試驗箱內的情況，武漢上標選擇了多層鋼化玻璃作為觀察窗， 并在觀察窗口設置單照明燈和霧刷，保持良好的觀察視野，隨時檢測情況。當然，為了收集測試數據，盒子上配有一個直徑為50mm的測試孔，可以連接記錄儀、打印機和電腦。
恒溫恒濕箱設有多重保護措施；溫度系統配有超溫保護器，可設定較大的安全允許溫度，當旋轉風扇停止時，空氣加熱元件可自動斷電；加濕系統可以隨著加濕罐內水位的下降而停止供電；隨著溫度(超過40℃)或濕度的增加，制冷系統也停止工作。