1.制冷系統：制冷系統是恒溫恒濕機的關鍵局部之一。普通來說，制冷方式都是機械制冷以及輔助液氮制冷，機械制冷采用蒸汽緊縮式制冷，它們主要由緊縮機，冷凝器，節流機構和蒸發器組成。假如我們實驗的溫度低溫要到達-55℃，單級制冷難以滿足請求，因而恒溫恒濕機的制冷方式普通采用復疊式制冷。恒溫恒濕機的制冷系統由兩局部組成，分別稱為高溫局部和低溫局部，每一局部是一個相對獨立的制冷系統。高溫局部中制冷劑的蒸發吸收來自低溫局部的制冷劑的熱量而汽化；低溫局部制冷劑的蒸發則從被冷卻的對象（實驗機內的空氣）吸熱以獲取冷量。高溫局部和低溫局部之間是用一個蒸發冷凝器聯絡起來，它既是高溫局部的冷凝器，也是低溫局部的冷凝器。

2.加熱系統：加熱系統相對制冷系統而言，是比擬簡單。它主要有大功率電阻絲組成，由于實驗請求的升溫速率較大，因而加熱系統功率都比擬大，而且在實驗機的底板也設有加熱器。
3.控制系統：控制系統是恒溫恒濕機的中心，它決議了實驗機的升溫速率，精度等重要指標。采用高純度內螺紋銅管和親水性開窗百頁鋁鰭片蒸發器，傳熱系數較普通蒸發器提高30%；采用一線品牌PLC控制，其內置PID模擬量調節，適應性強且控制精度高，溫度可達±1℃，相對濕度可達±3%；PLC控制器內設故障診斷，能量控制，運行模式等多項自動控制功能，確保機組高效運行。

4.濕度系統：溫度系統分為加濕和除濕兩個子系統。
加濕方式普通采用蒸汽加濕法，行將低壓蒸汽直接注入實驗空間加濕。這種加濕辦法加濕才能，速度快，加濕控制靈活，特別在降溫時容易完成強迫加濕。
除濕方式有兩種：機械制冷除濕和枯燥除濕。機械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點溫度以下，使大于飽和含濕量的水汽凝結析出，這樣就降低了濕度。枯燥器除濕是應用氣泵將恒溫恒濕機內的空氣抽出，并將枯燥的空氣注入，同時將濕空氣送入可循環應用的枯燥停止枯燥，枯燥完后又送入恒溫恒濕機內，如此重復循環停止除濕。

低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機吸入并壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體（壓力和溫度增加）,高溫高壓的制冷劑氣體通過冷凝器（風冷或水冷）放出熱量，冷凝成液體。通過截流裝置（膨脹閥或毛細管等）節流后變成低溫低壓制冷劑液體進入低壓的蒸發器，蒸發器中的液態制冷劑低壓蒸發吸收空氣的熱量（從而空氣被降溫及除濕），最終制冷劑與空之間形成一定的溫度差，液態制冷劑亦完全蒸發變為低溫低壓的氣體回到壓縮機壓縮，完成制冷劑循環過程。
恒溫恒濕空調空氣環系統：
風機將空氣從回風口吸入，經過蒸發器（降溫、除濕），加濕器加濕，電加熱器加熱升溫后經送風口送到用戶需的空間內，送出的空氣與空間內的空氣混合后回到回風口，從而形成一個空氣處理循環。