恒温恒湿试验箱的制冷系统多采用压缩式制冷循环，由压缩机、冷凝器、膨胀阀与蒸发器构成核心部件。工作时，压缩机将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压状态，此过程大幅提升制冷剂温度与压力。高温高压的制冷剂气体进入冷凝器，在这里，通过与外界空气或冷却水进行热交换，制冷剂释放大量热量，气态制冷剂随之冷凝为高压液体。高压液体经过膨胀阀节流降压，瞬间转变为低温低压的气液混合态，随后进入蒸发器。在蒸发器内，低温低压的制冷剂迅速吸收试验箱内空气热量，使空气降温，制冷剂自身则从液态气化为低温低压气体，完成一个制冷循环，再次被压缩机吸入，持续循环制冷。例如，在对电子元器件进行低温可靠性测试时，制冷系统能快速将试验箱内温度降至 - 30℃，且长时间运行中，温度波动可控制在极小范围，为测试提供稳定低温环境。

加湿系统常见的有蒸汽加湿和超声波加湿两种方式。蒸汽加湿是通过电加热将水转化为蒸汽，再将蒸汽引入试验箱提升空气湿度。具体过程为，水箱中的水进入加湿器，经电加热元件快速升温至沸点，产生的蒸汽经管道输送至试验箱。此加湿方式加湿速度快，能迅速将试验箱内湿度提升至设定值，适用于对湿度上升速度要求高的测试场景。超声波加湿利用超声波换能器将电能转换为高频机械振动，使水箱中的水雾化成微小水滴，通过风机将水雾吹入试验箱，实现加湿。因水雾颗粒细小，加湿更均匀，能使试验箱内湿度分布更均衡，湿度控制精度可达 ±2% RH。

除湿系统多采用冷凝除湿和分子筛除湿相结合的方式。冷凝除湿基于空气遇冷时水蒸气会凝结成液态水的原理。当潮湿空气通过制冷系统的蒸发器时，温度降低，水蒸气在蒸发器表面凝结成水滴，汇集后排出，降低空气湿度。分子筛除湿利用分子筛对水分子的吸附特性，空气通过分子筛时，水分子被吸附在分子筛微孔内，实现除湿。实际工作中，试验箱内湿度较高时，冷凝除湿先快速降低湿度；湿度接近设定值时，分子筛除湿发挥作用，精细调节湿度，确保湿度稳定在设定范围内，为产品测试提供稳定湿度环境 。