恒温恒湿试验机由制冷系统，加热系统，控制系统，湿度系统，送风循环系统，和传感器系统等组成。下面讲述几个主要系统的工作原理和工作过程:
1.控制系统：
控制系统是综合试验箱的核心，它决定了试验机的升温速率，精度等重要指标。
2.湿度系统：
温度系统分为加湿和除湿两个子系统。 一般采用将低压蒸汽直接注入试验空间加湿。这种加湿方法，速度快，加湿控制灵敏，尤其在降温时容易实现强制加湿。
3.传感器系统：
传感器主要是温度和湿度传感器。温度传感器应用较多的是铂电组和热电偶。
4.送风循环系统：
空气循环系统一般有离心式风扇和驱动其运转的电机构成。它提供了试验机内空气的循环。
5.制冷系统：
制冷系统是恒温恒湿试验机的关键部分之一。恒温恒湿试验机的制冷采用复叠式制冷。恒温恒湿试验机的制冷系统由两部分组成，分别称为高温部分和低温部分，每一部分是一个相对独立的制冷系统。
高温部分中制冷剂的蒸发吸收来自低温部分的制冷剂的热量而汽化；低温部分制冷剂的蒸发则从被冷却的对象（试验机内的空气）吸热以获取冷量。高温部分和低温部分之间是用一个蒸发冷凝器联系起来，它既是高温部分的冷凝器，也是低温部分的冷凝器。
6.加热系统：
它主要有大功率电阻丝组成，由于试验要求的升温速率较大，因此加热系统功率都比较大，而且在试验机的底板也设有加热器。
