恒温恒湿试验箱主要有五大系统，分别是控制、加热、制冷、湿度及空气循环系统。

1、控制系统：

　　控制部分是恒温恒湿试验箱的核心，它决定了试验箱的升降温速率，精度等重要指标。现有恒温恒湿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。

　　2、加热系统：

　　恒温恒湿试验箱的加热系统主要由大功率电阻丝组成，相对制冷系统而言，是比较简单的。由于恒温恒湿试验箱要求的升温速率较大，因此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、制冷系统：

　　制冷系统是恒温恒湿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。

　　由于试验的温度低温要达到-55℃，单级制冷难以满足要求，因此恒温恒湿试验箱的制冷方式一般采用复叠式制冷。

　　4、湿度系统：

　　湿度系统分为加湿和除湿两个子系统。恒温恒湿试验箱的除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥器除湿。

　　(1)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。

　　(2)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。

　　(3)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：

　　它提供了恒温恒湿试验箱内空气的循环，一般由离心式风扇和驱动其运转的电机构成。