恒溫恒濕試驗機的控制系統可以說是整個設備的心臟，負責制冷、加熱、濕度控制、循環和控制。
制冷方面，壓縮機從德國進口。制冷系統由高溫部分和低溫部分組成，每個部分是一個相對的制冷系統。高溫部分的制冷劑的蒸發從低溫部分的制冷劑中吸收熱量并蒸發；低溫制冷劑的蒸發吸收被冷卻物體(試驗機內的空氣)的熱量，獲得冷量。高溫部分和低溫部分通過蒸發式冷凝器連接，蒸發式冷凝器既是高溫部分的冷凝器又是低溫部分的冷凝器。
加熱系統采用全立式鎳鉻合金電熱式，電阻率高，電阻溫度系數低，高溫變形小，不易脆化。自熱溫度可達1000 ~ 1500℃，使用壽命長。
加濕是恒溫恒濕試驗箱的主要部分，不同于高低溫試驗箱。恒溫恒濕試驗箱采用外部隔離和全不銹鋼鍋爐淺層蒸發加濕器。除濕采用機械制冷除濕，將空氣冷卻到溫度以下，使大于飽和含水量的水蒸氣冷凝析出，從而降低濕度。
送風循環系統:送風循環系統由耐溫低噪音空調電機和多葉片離心風輪組成。它提供測試機器中的空氣循環。
控制系統是綜合試驗箱的核心，決定著試驗機的升溫速率、精度等重要指標。試驗機的控制器大部分采用PID控制，少數采用PID和模糊控制相結合的控制方式。因為控制系統基本上屬于軟件的范疇，而且這部分在使用過程中不會出現問題。
恒溫恒濕試驗箱電氣自動控制系統:
包括電源部分和自動控制部分。
電源部分通過接觸器分為溫濕度控制和故障保護部分。溫濕度控制是將回風的溫濕度與用戶設定的溫濕度進行比較，自動運行壓縮機(制冷、除濕)、加濕器、電加熱(制熱)等部件，實現恒溫恒濕的自動控制。
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。
恒溫恒濕試驗箱可分為“臺式”和“立式”。主要區別是能達到的溫度和濕度不一樣，得到的溫度也會不一樣。立式的可以用于低溫和常溫以下的干燥，臺式的只能用于常溫以上的溫度和高濕度。