恒温恒湿箱由制冷系统，加热系统，控制系统，湿度系统，空气循环系统，和传感器系统等组成， 上述系统分属电气和机械制冷两大方面。下面初步叙述几个主要系统的工作原理和工作过程： 1、制冷系统：制冷系统是综合试验箱的关键部分之一。一般来说，试验箱的制冷方式都是机械制冷以及辅助液氮制冷，机械制冷采用蒸气压缩式制冷，该制冷方式是人工制冷中应用广泛而又经济的制冷方式之一。蒸气压缩式制冷型式有：单级制冷、多级制冷和复叠式制冷，它们主要由压缩机，冷凝器，节流机构和蒸发器组成。由于我们试验的温度低温要达到-55℃，单级制冷难以满足要求，因此综合试验箱的制冷方式一般采用复叠式制冷。
2、加热系统：试验箱的加热系统相对制冷系统而言，是比较简单的。它主要由大功率电阻丝组成。由于试验箱要求的升温速率较大，因此试验箱的加热系统功率都比较大，而且在试验箱的底板也设有加热器。
3、控制系统：控制部分是综合试验箱的核心，它决定了试验箱的升降温速率，精度等重要指标。现有试验箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID与模糊控制相结合的控制方式。由于控制系统基本上属于软件的范畴，而且此部分在使用过程中，一般不会出现问题，因此，本文不对控制系统作太多的介绍。
4、湿度系统：湿度系统分为加湿和除湿两个子系统。
试验箱的加湿方式一般采用蒸气加湿法，即将低压蒸气直接注入试验空间加湿。这种加湿方法加湿能力强，速度快，加湿控制灵敏，尤其在降温时容易实现强制加湿。
恒温恒湿箱的除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥器除湿。机械制冷除湿的除湿原理是将空气冷却到露点温度以下，使大于饱和含湿量的水气凝结析出，这样就降低了湿度。干燥器除湿是利用气泵将试验箱内的空气抽出，并将干燥的空气注入，同时将湿空气送入可循环利用的干燥器进行干燥，干燥完后又送入试验箱内，如此反复循环进行除湿。现在大部分综合试验箱采用前一种除湿方法。后一种的除湿方法，可以使露点温度达到0℃以下，适用于有特殊要求的场合，但费用较贵。
5、空气循环系统空气循环系统一般由离心式风扇和驱动其运转的电机构成。它提供了试验箱内空气的循环。
通过上述一系列的系统和组件之间协同作用，就完成了加热、制冷、加湿、干燥的动作，就可以模拟出温度和湿度交变的场景，通过PID控制所有的协同系统，来实现某些温度、湿度环境和温度、湿度交变的环境，给各种试验样品提供合适的试验环境，帮助企业更快的发现产品的耐气候性问题，并予以改善，加强其使用性能。
