恒温恒湿箱设有多重保护措施；温度系统在可设定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。
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。
恒温恒湿试验箱可分为“台式”和“立式”，主要区别在于所能够实现的温度与湿度不同，从而产生的温度也会有所不同，立式的可以做常温以下的低温和干燥，台式的只能做常温以上的温度和高湿。
恒温恒湿试验箱制冷剂循环系统：蒸发器中的液态制冷剂吸收空气的热量(空气被降温及除湿)并开始蒸发，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气态，后被压缩机吸入并压缩(压力和温度增加),气态制冷剂通过冷凝器(风冷/水冷)吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀(或毛细管)节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。
