恒溫恒濕試驗箱由制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、溫度系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)六個部分組成，上述系統(tǒng)分屬電氣和機械制冷兩大方面。幾個主要系統(tǒng)的工作原理和工作過程如下：
1、制冷系統(tǒng)：恒溫恒濕試驗箱的制冷系統(tǒng)是恒溫恒濕試驗箱的重要組成部分之一。
2、加熱系統(tǒng)：恒溫恒濕試驗箱的加熱系統(tǒng)相對制冷系統(tǒng)而言，是比較簡單。它主要有大功率電阻絲組成，由于恒溫恒濕試驗箱要求的升溫速率較大，因此試驗箱的加熱系統(tǒng)功率都比較大，而且在試驗箱的底板也設有加熱器。
3、控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是恒溫恒濕試驗箱的核心控制部分,它決定了恒溫恒濕試驗箱的升溫速率，精度等重要指標。現(xiàn)在試驗箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID與模糊控制相組合的控制方式。由于控制系統(tǒng)基本上屬于軟件的范疇，而且此部分在使用過程中，一般不會出現(xiàn)問題。
4、濕度系統(tǒng)：恒溫恒濕箱的濕度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個子系統(tǒng)。恒溫恒濕試驗箱的加濕方式一般采用蒸汽加濕法,即將低壓蒸汽直接注入試驗空間加濕.這種加濕方法加濕能力,速度快,加濕控制靈敏,尤其在降溫時可以輕易實現(xiàn)強制加濕。恒溫恒濕試驗箱的除濕方式有兩種：機械制冷除濕和干燥除濕。機械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點溫度以下，使大于飽和含濕量的水汽凝聚析出,這樣就降低了濕度。干燥器除濕是利用氣泵將恒溫恒濕試驗箱內的空氣抽出,并將干燥的空氣注入,同時將濕空氣送入可循環(huán)利用的干燥室內進行干燥,干燥完后又送入試驗箱內，如此反復循環(huán)進行除濕?，F(xiàn)在大部分恒溫恒濕試驗箱采用機械制冷除濕方式,而干燥除濕方式,可以使露點溫度達到0℃以下.適用于有非凡要求的場合,但價格較貴。
5、傳感器系統(tǒng)：恒溫恒濕試驗箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器。溫度傳感器應用較多的是鉑電組和熱電偶.濕度的測量方法有兩種:干濕球溫度計法和固態(tài)電子式傳感器直接測量法.
6、空氣循環(huán)系統(tǒng)：恒溫恒濕試驗箱的空氣循環(huán)系統(tǒng)一般有離心式風扇和驅動其運轉的電機構成。它提供了恒溫恒濕試驗箱內空氣的循環(huán)。