高低温循环试验箱的制冷循环均采用逆卡若循环，该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，其过程如下：制冷剂经压缩机绝热压缩到较高的压力，消耗了功使排气温度升高，之后制冷剂经冷凝器等温地和四周介质进行热交换将热量传给四周介质，后制冷剂经截流阀绝热膨胀做功，这时制冷剂温度降低，未尾制冷剂通过蒸发器等温地从温度较高的物体吸热，使被冷却物体温度降低。此循环周而复始从而达到降温之目的。

　　为了保证高低温循环试验箱对降温速率和温度的要求，制冷系统采用进口压缩机所组成的复叠式制冷系统，该制冷系统具有匹配合理、可靠性高、使用维护方便等优点；低温室自动除霜，经过电磁阀自动转换将压缩机排气端高温高压气体引入制冷蒸发器，使得蒸发器表面温度升高，凝结水排出室外，高低温循环试验箱制冷系统的设计应用能量调节技术，一种行之有效的处理方式既能保证在制冷机组正常运行的情况下又能对制冷系统的能耗及制冷量进行有效的调节，使制冷系统的运行费用下降到较为经济的状态。

　　高低温循环试验箱的温度能在25℃±3K和规定的高温之间循环变化，且其容差和变化速率符合标准中的规定，总的温度容差±3K是考虑到了测量的误差、温度的缓慢变化以及工作空间内的温度变化而确定的，但是，为了维持相对湿度在规定的容差范围内，在任意时刻工作空间内任何两点之间的温度差必须维持在一个较小的范围内，如果温度差超过1K，湿度条件就达不到要求，为了高低温循环试验箱维持规定的湿度，温度短时波动必须维持在±0.5K的范围内，工作空间的相对湿度能够保持在标准所给定的限度以内。