恒温恒湿箱用于检测材料在各种环境下性能的试验各种材料耐热、耐寒、耐干、耐湿性能，其内部运作主要是通过：空气循环系统、电器自控系统压缩机、制冷循环系统三个关联系统来共同完成工作的。
一、恒温恒湿箱空气循环系统
离心风机负责将空气从回风口吸入，空气经过蒸发器、加湿器、电加热器，通过降温或升温、除湿或加湿后经送风口送到用户试验的空间内，送出的空气与空间内的空气混合后回到回风口，如此循环运行达到试验温度稳定。
二、恒温恒湿箱电器自控系统
这块包括电源部分和自动控制部分。电源部分通过接触器，对压缩机、风扇、电加热器、加湿器等供应电源自动控制部分，其部分为温湿度控制及故障保护部分。温湿度控制是通过温湿度控制器，将回风的温湿度与试验设定的温湿作对比，自动运行压缩机、加湿器、电加热等元件进行降温、升温、除湿，实现恒温恒湿的自动控制。
三、恒温恒湿箱压缩机制冷循环系统
蒸发器中的液态制冷剂吸收空气的热量（空气被降温及除湿）并开始蒸发，致使制冷剂与空气之间形成一定的温度差，液态制冷剂完全蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩（压力和温度增加），气态制冷剂通过冷凝器（风冷/水冷)吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀（或毛细管)节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。