恒温恒湿箱是用于试验各种材料，如：电子、电器、通讯、仪表、车辆、塑胶制品、金属、食品、化学、建材、医疗、航天等制品，耐热、耐寒、耐干、耐湿性能的检测试验设备。按照其试验要求不仅要有温度的控制，还要进行温度控制，该过程如下：
一、升温过程
恒温恒湿箱内的升温主要是采用大功率电阻丝，由于试验箱要求的升温速率较大，因此恒温恒湿机的加温度系统分为加湿和除湿两个子系统;
二、降温过程
降温即制冷，试验箱的制冷方式都是机械制冷以及辅助液氮制冷，机械制冷采用蒸汽压缩式制冷，它们主要由压缩机，冷凝器，节流机构和蒸发器组成，低温水槽由于我们试验的温度低温要达到-55℃，单级制冷难以满足满足要求，因此试验箱的制冷方式一般采用复叠式制冷。
三、加湿过程
恒温恒湿箱加湿的过程实际上就是提高水汽分压力，初的加湿方式就是向恒温恒湿机壁喷淋水，通过控制水温使水表面饱和压力得到控制。箱壁表面的水形成较大的面，在这个面上向箱内通过扩散的方式向箱内加入水汽压使试验箱中相对湿度升高，这一方法出现在上世纪五十年代。由于当时对湿度的控制主要是用水银电接点式导电表进行简单的开关量调节，对于大滞后的热水箱水温的控制适应性较差，因此控制的过渡过程较长，不能满足交变湿热对加湿量要求较多的需要，更重要地是在对箱壁喷淋的时候，不可避免地有水滴淋在试品上对试品形成不同程度的污染。
四、除湿过程
恒温恒湿箱的除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥除湿。
1、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。
2、干燥器除湿是利用气泵将试验箱内的空气抽出，并将干燥的空气注入，同时将湿空气送入可循环利用的干燥进行干燥，干燥完后又送入试验箱内，如此反复循环进行除湿。
现在大部分恒温恒湿箱采用前一种除湿方式法，后一种的除湿方法，可以使露点温度达到0℃一下。适用于有特殊要求的场合，但费用较贵。