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。
恒溫恒濕試驗機構造特點
在箱體構造方面,恒溫恒濕試驗箱是采用數控機床加工成型,造型美觀大方、新穎,并采用無反作用把手,操作簡便。工作室采用進口鏡面板不銹鋼制作而成,箱體外膽采用A3號鋼板噴塑。箱體外與內膽之間填充超細保溫棉,隔溫效果很好,有效的降低試驗箱內的溫度波動率,再配合抗老化硅橡膠密封條的嚴實密封,使箱體無霧氣泄漏現象產生。由于試驗箱內的環境惡劣,為觀察清晰試驗箱內的情況,武漢尚測在觀察窗方面是選用多層鋼化玻璃制作,并且在觀察窗設置單的照明燈和霧刷,保持良好的觀察視野,隨時試驗情況。當然,為采集試驗數據,箱體配置了直徑50毫米的測試孔,可連接記錄儀,打印機和電腦。
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（空氣被降溫及除濕)并開始蒸發,終制冷劑與空之間形成一定的溫度差,液態制冷劑亦完全蒸發變為氣態,后被壓縮機吸入并壓縮（壓力和溫度增加),氣態制冷劑通過冷凝器（風冷/水冷)吸收熱量,凝結成液體。通過膨脹閥（或毛細管)節流后變成低溫低壓制冷劑進入蒸發器,完成制冷劑循環過程。