恒溫恒濕機(jī)由制冷系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，濕度系統(tǒng)，送風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，和傳感器系統(tǒng)等組成，上述系統(tǒng)分屬電氣和機(jī)械制冷兩大方面。下面敘述幾個主要系統(tǒng)的工作原理和工作過程。
制冷系統(tǒng)
制冷系統(tǒng)是綜合試驗箱的關(guān)鍵部分之一。一般來說，制冷方式都是機(jī)械制冷以及輔助液氮制冷，機(jī)械制冷采用蒸汽壓縮式制冷，它們主要由壓縮機(jī)，冷凝器，節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器組成。如果我們試驗的溫度低溫要達(dá)到-55℃，單級制冷難以滿足要求，因此恒溫恒濕箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷。
恒溫恒濕的制冷系統(tǒng)由兩部分組成，分別稱為高溫部分和低溫部分，每一部分是一個相對獨立的制冷系統(tǒng)。
高溫部分中制冷劑的蒸發(fā)吸收來自低溫部分的制冷劑的熱量而汽化；低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對象（試驗箱內(nèi)的空氣）吸熱以獲取冷量。高溫部分和低溫部分之間是用一個蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來，它既是高溫部分的冷凝器，也是低溫部分的冷凝器。
加熱系統(tǒng)
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(shè)有加熱器。
控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)是綜合試驗箱的核心，它決定了試驗箱的升溫速率，精度等重要指標(biāo)?，F(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。濕度系統(tǒng)和溫度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個子系統(tǒng)。
恒溫恒濕機(jī)的電氣連接
電氣連接需要由具有資格的專業(yè)人員執(zhí)行；
機(jī)組使用的電源為3N-50Hz 380/220V，應(yīng)由專線提供作，機(jī)組提供了完整的內(nèi)部電路，電路的安裝及配置均按照設(shè)備銘牌中所標(biāo)定的電壓及頻率；機(jī)器不可在超過制造范圍的電壓及頻率下進(jìn)行操作；
機(jī)組總電源進(jìn)線為五色電纜，接入機(jī)組電器柜的相應(yīng)接線端子排上（參見附后的隨機(jī)電氣資料）；在連接機(jī)組總電源進(jìn)線時，需要注意五色電纜中線直徑較細(xì)的芯線接三相電源中線，黃綠線接地，其余三根線接電源，連接細(xì)節(jié)參見附后的“電氣接線圖”；
在機(jī)組接通主電源前，應(yīng)對三相交流供電進(jìn)行檢查，以確保所供電壓波動范圍不超過設(shè)備表明電壓及頻率的10%，對于高負(fù)荷場合（由于輔助設(shè)備的轉(zhuǎn)換）能夠引起電壓的波動，此項檢查尤為重要；
機(jī)組必須接地，且設(shè)置帶熔斷器的空氣開關(guān)以保證設(shè)備在檢查和服務(wù)時與電源絕緣；
熔斷器的熔斷功率必須與所安裝機(jī)組的型號及類型相一致。熔斷器應(yīng)該安裝在容易觸及的機(jī)組控制板上；
電纜尺寸及熔斷功率，供電電纜及主電熔器對于所安裝的機(jī)組來說必須有對應(yīng)正確的尺寸及熔斷功率，細(xì)節(jié)參見附后的電氣資料；
機(jī)組的電源進(jìn)線上需要增加火警斷電保護(hù)以便及時發(fā)現(xiàn)問題、減少不必要的麻煩。