恒温恒湿试验箱的加热系统相对制冷系统而言，相对是比较简单。它主要有大功率电阻丝组成，由于试验箱要求的升温速率非常大，因此试验箱的加热系统功率都比非常大，而且在试验箱的底板也都设有加热器的。
控制系统是试验箱的核i心控制部分,它决定了恒温恒湿试验箱的升温速率，精度等重要指标。现在的试验箱控制器一般都采用PID控制，也有一小部分是采用PID与模糊控制相组合的控制方式。由于控制系统基本上属于软件的范畴，而且此部分在使用过程中，一般情况是不会出现什么问题的。
恒温恒湿箱的湿度系统分为加湿和除湿两个子系统。恒温恒湿试验箱的加湿方式一般采用湿汽加湿法,即将低压蒸汽直接注入试验空间加湿.这种加湿方法加湿能力,速度快,加湿控制灵敏,尤其在降温时可以轻易实现强制加湿。恒温恒湿试验箱的除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥除湿。机械制冷除湿的除湿原理是将空气冷却到露i点温度以下，使大于饱和含湿量的水汽凝聚析出,这样就降低了湿度。干燥器除湿是利用气泵将恒温恒湿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室内进行干燥,干燥完后又送入试验箱内，如此反复循环进行除湿。现在大部分恒温恒湿试验箱采用机械制冷除湿方式,而干燥除湿方式,可以使露i点温度达到0℃以下.适用于有非凡要求的场合,但价格较贵。
工作原理：
恒温恒湿试验箱由调温（加温、制冷）和增湿两部分组成。通过安装在箱体内顶部的旋转风扇，将空气排入箱体实现气体循环、平衡箱体内的温、湿度，由箱体内置的温、湿度传感器采集的数据，传至温、湿度控制器（微型信息处理器）进行编辑处理，下达调温调湿指令，通过空气加热单元、冷凝管以及水槽内加热蒸发单元的共同完成。恒温恒湿箱温度调节是通过箱体内置温度传感器，采集数据，经温度控制器（微型信息处理器）调节，接通空气加热单元来实现增加温度或者调节制冷电磁阀来降低箱体内温度，以达到控制所需要的温度。恒温恒湿箱湿度调节是通过体内置湿度传感器，采集数据，经湿度控制器（微型信息处理器）调节，接通水槽加热元件，通过蒸发水槽内的水来实现增加箱体内的湿度或者调节制冷电磁阀来实现去湿作用，以达到控制所需要的湿度。恒温恒湿箱设有多重保护措施；温度系统在可设定较大安全允许温度条件下，装有过温保护器，空气加热元件可随旋转风扇停止而自动断电；加湿系统可随加湿槽水位降低而停止供电；制冷系统也随箱体温度升高（超过40℃）或湿度的加大而停止工作。