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。
恒溫恒濕試驗箱已廣泛應用于電子工業、國防科技、化工、機械制造、航空航天等領域，其恒溫恒濕試驗箱采用國際德國設計。