恒溫恒濕試驗箱由制冷系統，加熱系統，控制系統，溫度系統，空氣循環系統，傳感器系統等組成，上述系統屬于電氣和機械制冷兩大領域。以下簡述智能恒溫恒濕試驗箱系統的工作原理及工作過程。

　　1、制冷系統：制冷系統是綜合恒溫恒濕試驗箱的重要組成部分。一般而言，恒溫恒濕試驗箱的制冷方式均為機械制冷和液氮輔助制冷，機械制冷采用蒸汽壓縮式制冷，這兩種制冷主要由壓縮機、冷凝器、節流機構和蒸發器組成，由于我們所試驗的低溫溫度為-55℃，單級制冷難以滿足要求，因此試驗箱一般采用復疊式制冷。武漢藍銳生產的恒溫恒濕箱，制冷系統由兩部分組成，分別為高溫部分和低溫部分，各部分為相對獨立的制冷系統。制冷劑在高溫部分的蒸發吸收低溫部分制冷劑的熱量而蒸發；制冷劑的部分蒸發則從冷卻物體(在試驗箱里的空氣)獲得冷量。在高溫部段與低溫部份之間采用蒸發冷凝器，既可作為高溫部份的冷凝器，又可作為冷凝器。恒溫恒濕試驗箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑，部分低溫制冷劑采用低溫制冷劑，箱內溫度可達-70-150℃。
　　2、加熱系統：恒溫恒濕試驗箱的加熱系統相對于制冷系統來說，是比較簡單的。以高功率電阻絲為主，由于試驗箱所需的升溫速率較大，所以測試箱的加熱系統功率都比較大，而且在測試箱底還設置有加熱器。
　　3、控制系統：控制系統是綜合試驗箱的核心，它決定著恒溫恒濕試驗箱的升溫速度、精度等重要指標。目前試驗箱的控制器大多采用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，而這一部分在使用過程中，一般不會出現問題。
　　4、濕度系統：濕度系統分為加濕和除濕兩個子系統。
在恒溫濕試驗箱中，通常采用蒸汽加濕法，即將低壓蒸汽直接注入試驗空間進行加濕。這是一種增濕性強、速度快、控濕性強的方法，尤其在降溫時容易實現強濕化。
常溫濕試驗箱有機械制冷和干燥兩種除濕方法。機械式制冷機除濕的原理是冷卻低于露點溫度的空氣，使超過飽和含濕量的水汽凝結析出，從而降低濕度。干燥機除濕是用氣泵抽出試驗箱內的空氣，然后注入干燥的空氣，同時將濕空氣送入可循環使用的干燥干燥進行干燥，干后再送入試驗箱，如此反復循環除濕。目前大多數綜合試驗箱都采用前者的除濕方法，而后者則可使露點溫度低于0℃。適合有特殊要求，但費用較高的場合。
　　5、傳感器系統：恒溫恒濕試驗箱的傳感器主要是溫度、濕度傳感器。感溫器應用較多的是鉑電和熱電偶。測量濕度有兩種方法：干濕球溫度計和固態電子傳感器直接測量法。干濕球法測濕精度較低，目前正在逐步采用固態傳感器代替干濕球測量濕度。
　　6、空氣循環系統：空氣循環系統一般由離心風機和驅動電機組成。可在恒溫恒濕試驗箱中循環空氣。