恒溫恒濕試驗箱由溫度調節(加熱和制冷)和加濕兩部分組成。通過安裝在箱體頂部的旋轉風扇，將空氣排入箱內，實現氣體循環，平衡箱內溫濕度。箱內內置的溫濕度傳感器采集的數據傳輸到溫濕度控制器(微型信息處理器)進行編輯，發出溫濕度調節指令，由空氣加熱單元、冷凝管和水箱內的加熱蒸發單元完成。
恒溫恒濕試驗箱空氣環系統:風機負責從回風口吸入空氣，空氣經過蒸發器(制冷除濕)、加濕器、電加熱器(加熱)后，通過送風口送到用戶需要的空間，送出的空氣與空間內的空氣混合后返回回風口。
恒濕恒溫試驗箱是指能同時施加溫度和濕度應力的試驗箱。隨著我國工業產品的發展，近年來，我國從國外引進了大量的測試系統，對我國工業產品的發展和定型起到了重要作用。但由于其自身的復雜性，試驗箱在運行過程中出現了很多問題，問題得不到及時解決，大大延長了試驗周期，影響了產品開發。造成這些現象的原因是我們不了解綜合測試的工作原理。因此，我們簡要說明試驗箱的基本工作原理，并介紹如何分析判斷綜合試驗箱測試設備的故障。
恒溫恒濕箱由制冷系統、加熱系統、控制系統、溫度系統、空氣循環系統和傳感器系統組成。上述系統屬于電氣和機械制冷。
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。