恒温恒湿机系统的运作是通过三个相互联系的系统，这三个系统具体指的是：制冷剂循环系统、空气循环系统、电器自控系统。
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，在制冷剂与空气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。
空气循环系统一般由风轮及其驱动电动机构成。常用的风轮有轴流式和多翼离心式两种，驱动电动机一般采用变频调速电动机，以满足不同温变率对风量的需求。
电器自控系统一般是指电源部分通过接触器对压缩机、风扇、电加热器、加湿器等供应电源，自动控制分为温、湿度控制及故障保护部分，温、湿度控制是通过温、湿度控制器将回风的温湿度与用户设定的温湿作对比，自动运行压缩机(降温、除湿)、加湿器、电加热(升温)等元件，实现温湿度自动控制方式。
恒湿恒湿机温度范围：0℃～150℃,湿度范围：30%～98% RH,根据试验需求可分为立式和台式两种。
恒温恒湿机广泛适应于产业界电子电器、军工、塑料、五金、化工等行业，如：电子零件、汽车零件、笔记本等产品虚拟气候环境测试。