控制系统是恒温恒湿箱的核心，决定试验箱的升温速率和控制精度等重要指标。目前多数控制器采用PID控制，少数采用PID与模糊控制组合方式。控制系统主要由软件实现，正常使用时通常较少出现问题。
制冷循环：制冷剂经压缩机绝热压缩至较高压力，压缩功使排气温度升高；随后在冷凝器中与周围介质等温换热并放出热量；再经节流阀绝热膨胀，温度降低；最后在蒸发器中从温度较高的物体吸热，使被冷却对象降温。
制冷机组及压缩机：为满足降温速率和最低温度要求，设备制冷系统可采用进口压缩机和复叠式制冷，具有匹配合理、可靠性高、使用维护方便等特点。制冷系统是恒温恒湿箱的关键部分。机械制冷通常采用蒸汽压缩式制冷，由压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器组成。当试验温度需达到-55℃时，单级制冷通常难以满足要求，因此需采用复叠式制冷。
制冷系统组成：恒温恒湿箱制冷系统由高温部分和低温部分组成，每部分是相对独立的制冷系统。高温部分制冷剂蒸发时吸收低温部分制冷剂的热量而气化；低温部分制冷剂蒸发时从试验箱内空气吸热，获取冷量。两部分之间通过蒸发冷凝器连接，它同时是高温部分的冷凝器和低温部分的蒸发器。高温部分采用中温制冷剂，低温部分采用低温制冷剂，箱内温度范围可达-70℃～150℃。系统功率较大，试验箱底板也设有加热器。
能量调节：制冷系统采用能量调节技术，可在制冷机组正常运行时调节能耗和制冷量，使系统运行费用保持在较经济的状态。
原文配图未录入，需后续补充。
