恒温恒湿环境试验可以准确地模拟低温、高温、高温高湿、低温低湿复杂的自然状环境，适用于塑胶、电子、食品、服装、车辆、金属、化学、建材等多种行业的产品可靠性检测。试验由制冷系统，加热系统，控制系统，温度系统空气循环系统，和传感器系统等组成，下面初步叙述几个主要系统的工作原理和工作过程：制冷系统是综合试验的关键部分之一。一般来说，试验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，因此试验的制冷方式一般采用复叠式制冷。
恒温恒湿环境试验控制系统是综合试验的核心，它决定了试验的升温速率，精度等重要指标。现在试验的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID与模糊控制相组合的控制方式。恒温振荡器由于控制系统基本上属于软件的范畴，而且此部分在使用过程中，一般不会出现问题。
恒温恒湿环境试验加热系统：试验的加热系统相对制冷系统而言，是比较简单。它主要有大功率电阻丝组成，由于试验要求的升温速率较大，因此试验的加热系统功率都比较大，而且在试验的底板也设有加热器。
恒温恒湿环境试验温度系统分为加湿和除湿两个子系统。试验的加湿方式一般采用蒸汽加湿法，即将低压蒸汽直接注入试验空间加湿。这种加湿方法加湿能力，速度快，加湿控制灵敏，尤其在降温时容易实现强制加湿。试验的除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥除湿。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。干燥器除湿是利用气泵将试验内的空气抽出，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内，如此反复循环进行除湿。现在大部分综合试验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。
恒温恒湿环境试验的传感器主要是温度和湿度传感器。温度传感器应用较多的是铂电组和热电偶。湿度的测量方法有两种：干湿球温度计法和固态电子式传感器直接测量法。由于干湿球法测量精度不高，现在的试验正逐步的以固态传感器代替干湿球来进行湿度的测量。国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。