1.制冷系统：制冷系统是恒温恒湿机的关键局部之一。普通来说，制冷方式都是机械制冷以及辅助液氮制冷，机械制冷采用蒸汽紧缩式制冷，它们主要由紧缩机，冷凝器，节流机构和蒸发器组成。假如我们实验的温度低温要到达-55℃，单级制冷难以满足请求，因而恒温恒湿机的制冷方式普通采用复叠式制冷。恒温恒湿机的制冷系统由两局部组成，分别称为高温局部和低温局部，每一局部是一个相对独立的制冷系统。高温局部中制冷剂的蒸发吸收来自低温局部的制冷剂的热量而汽化；低温局部制冷剂的蒸发则从被冷却的对象（实验机内的空气）吸热以获取冷量。高温局部和低温局部之间是用一个蒸发冷凝器联络起来，它既是高温局部的冷凝器，也是低温局部的冷凝器。
2.加热系统：加热系统相对制冷系统而言，是比拟简单。它主要有大功率电阻丝组成，由于实验请求的升温速率较大，因而加热系统功率都比拟大，而且在实验机的底板也设有加热器。
3.控制系统：控制系统是恒温恒湿机的中心，它决议了实验机的升温速率，精度等重要指标。采用高纯度内螺纹铜管和亲水性开窗百页铝鳍片蒸发器，传热系数较普通蒸发器提高30%；采用一线品牌PLC控制，其内置PID模拟量调节，适应性强且控制精度高，温度可达±1℃，相对湿度可达±3%；PLC控制器内设故障诊断，能量控制，运行模式等多项自动控制功能，确保机组高效运行。
4.湿度系统：温度系统分为加湿和除湿两个子系统。
加湿方式普通采用蒸汽加湿法，行将低压蒸汽直接注入实验空间加湿。这种加湿办法加湿才能，速度快，加湿控制灵活，特别在降温时容易完成强迫加湿。
除湿方式有两种：机械制冷除湿和枯燥除湿。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汽凝结析出，这样就降低了湿度。枯燥器除湿是应用气泵将恒温恒湿机内的空气抽出，并将枯燥的空气注入，同时将湿空气送入可循环应用的枯燥停止枯燥，枯燥完后又送入恒温恒湿机内，如此重复循环停止除湿。
低温低压的制冷剂气体被压缩机吸入并压缩成高温高压的制冷剂气体（压力和温度增加）,高温高压的制冷剂气体通过冷凝器（风冷或水冷）放出热量，冷凝成液体。通过截流装置（膨胀阀或毛细管等）节流后变成低温低压制冷剂液体进入低压的蒸发器，蒸发器中的液态制冷剂低压蒸发吸收空气的热量（从而空气被降温及除湿），最终制冷剂与空之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为低温低压的气体回到压缩机压缩，完成制冷剂循环过程。
恒温恒湿空调空气环系统：
风机将空气从回风口吸入，经过蒸发器（降温、除湿），加湿器加湿，电加热器加热升温后经送风口送到用户需的空间内，送出的空气与空间内的空气混合后回到回风口，从而形成一个空气处理循环。