恒温恒湿试验箱其温度系统分为加湿试验和除湿试验箱。恒温恒湿试验箱的加湿方式往往采用水蒸汽加湿的方法，先把低压水蒸汽直接引导入恒温恒湿试验箱空间加湿。这种加湿方法加湿能力快，效率高，加湿控制方便、快捷、灵敏，特别是恒温恒湿试验箱在进行降温时特别容易强制加湿。
    恒温恒湿试验箱的除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥除湿。机械制冷除湿的原理是将空气冷却到0℃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。现在大部分综合试验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。
    恒温恒湿试验箱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，现在的试验箱正逐步的以固态传感器代替干湿球来进行湿度的