恒温恒湿培養箱温度制御システム（加熱システムと冷凍システムの協同）と湿度制御システム（加湿システムと除湿システムの協力）を通じて、空気循環システムを結合して、箱内環境の動的平衡調節を実現する。

温度制御：

加熱システム：電気加熱管（例えばステンレス加熱管）を採用し、空気循環システム（例えば遠心ファン）を通じて熱を箱内に均一に送り、温度を設定値まで上昇させる。

冷凍システム：圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器から閉ループを構成し、冷媒相転移（液状→気体吸熱）を通じてタンク内の熱を持ち帰り、温度を設定値まで下げる。

動的平衡：制御システムはセンサを通じてリアルタイムに温度を監視し、加熱または冷凍システムの調節を指令し、目標温度を維持する。

湿度制御：

加湿システム：常用電熱加湿（電気加熱により水を蒸発させる）或いは超音波加湿（高周波振動により水を微小霧滴に散布する）、タンク内の水蒸気含有量を増加する。

除湿システム：主流方式は冷房除湿（低温凝縮原理を利用して、空気中の水蒸気を冷房し液化分離する）、補助方式は吸着除湿（シリカゲル、モレキュラーシーブなどの材料による水蒸気吸着）である。

動的平衡：制御システムはセンサーを通じてリアルタイムに湿度を監視し、加湿または除湿システムの調節を指令し、目標湿度を維持する。

空気循環システム：

遠心ファンと風路から構成され、箱内空気循環（吸入→加熱/冷房/加湿/除湿部品→再送出）を強制し、局所温度差或いは湿度差を避け、保温湿度均一性を確保する（多くの設備は温湿度均一度≦±2℃/±5%RHを要求する）。