高低温试验箱制冷的工作原理主要是通过制冷剂经过压缩机绝热压缩到较高的压力，消耗的功会使排气温度身高，之后制冷剂经过冷凝器的处理和四周介质进行热交换，将热量传给四周介质后，制冷剂经过截流阀绝热膨胀做功，这是的制冷剂温度将达到，后制冷剂通过蒸发器等部件将温度吸走，使被冷却物体温度快速降低。在需要设备升温时循环风扇会使空气产生对流，将加热丝产生的热量带进工作室内并不断循环，从而达到对箱内空气加热的目的。而这个过程都是有控制系统通过微电脑控制的，以确保加热热量和损耗热量达到动态平衡，实现精准控温的目的。
恒温恒湿试验箱的除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥除湿。机械制冷除湿的除湿原理是将空气冷却到温度以下，使大于饱和含湿量的水汽凝结析出，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式法，后一种的除湿方法，可以使温度达到0℃一下。
试验箱的高温部分制冷剂采用中温制冷剂，低温部分制冷剂是采用低温制冷剂，箱内温度能达到-70-150℃.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。高低温试验箱的制冷系统采用法国产的泰康全封闭压缩机所组成的单元氟利昂制冷系统。制冷工作原理是采用逆卡若循环，该循环出两个等温过程和两个绝热过程组成。他们分别控制高低温试验箱箱体内的温度、湿度和电气。制冷工作原理是制冷循环采用逆卡若循环，通过两国等温过程和两个绝热过程，完成循环制冷。
