恒温恒湿试验机的控制系统可以说是整个设备的心脏，负责制冷、加热、湿度控制、循环和控制。
制冷方面，压缩机从德国进口。制冷系统由高温部分和低温部分组成，每个部分是一个相对的制冷系统。高温部分的制冷剂的蒸发从低温部分的制冷剂中吸收热量并蒸发；低温制冷剂的蒸发吸收被冷却物体(试验机内的空气)的热量，获得冷量。高温部分和低温部分通过蒸发式冷凝器连接，蒸发式冷凝器既是高温部分的冷凝器又是低温部分的冷凝器。
加热系统采用全立式镍铬合金电热式，电阻率高，电阻温度系数低，高温变形小，不易脆化。自热温度可达1000 ~ 1500℃，使用寿命长。
加湿是恒温恒湿试验箱的主要部分，不同于高低温试验箱。恒温恒湿试验箱采用外部隔离和全不锈钢锅炉浅层蒸发加湿器。除湿采用机械制冷除湿，将空气冷却到温度以下，使大于饱和含水量的水蒸气冷凝析出，从而降低湿度。
送风循环系统:送风循环系统由耐温低噪音空调电机和多叶片离心风轮组成。它提供测试机器中的空气循环。
控制系统是综合试验箱的核心，决定着试验机的升温速率、精度等重要指标。试验机的控制器大部分采用PID控制，少数采用PID和模糊控制相结合的控制方式。因为控制系统基本上属于软件的范畴，而且这部分在使用过程中不会出现问题。
恒温恒湿箱设有多重保护措施；温度系统配有超温保护器，可设定较大的安全允许温度，当旋转风扇停止时，空气加热元件可自动断电；加湿系统可以随着加湿罐内水位的下降而停止供电；随着温度(超过40℃)或湿度的增加，制冷系统也停止工作。
恒温恒湿试验机构造特点
在箱体构造方面,恒温恒湿试验箱是采用数控机床加工成型,造型美观大方、新颖,并采用无反作用把手,操作简便。工作室采用进口镜面板不锈钢制作而成,箱体外胆采用A3号钢板喷塑。箱体外与内胆之间填充超细保温棉,隔温效果很好,有效的降低试验箱内的温度波动率,再配合抗老化硅橡胶密封条的严实密封,使箱体无雾气泄漏现象产生。由于试验箱内的环境恶劣,为观察清晰试验箱内的情况,武汉尚测在观察窗方面是选用多层钢化玻璃制作,并且在观察窗设置单的照明灯和雾刷,保持良好的观察视野,随时试验情况。当然,为采集试验数据,箱体配置了直径50毫米的测试孔,可连接记录仪,打印机和电脑。
恒温恒湿试验箱制冷剂循环系统：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,终制冷剂与空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。