高低溫試驗箱從名稱上我們知道它有制熱和制冷的雙重功能,因此比單一的功能的烤箱、烘箱結構上要更復雜。高低溫試驗箱結構大體上可以分為5部分，它們分別是控制系統、制冷系統、制熱系統、溫度監控系統和空氣循環系統。

1、控制系統

控制系統不容置疑的成為了高低溫試驗箱的核心，控制系統決定了試驗箱的升溫速率、精度、是否有程序控制等重要指標。現在高低溫試驗箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID與模糊控制相組合的控制方式。

2、制冷系統

要想試驗箱內處在低溫狀態，制冷系統。制冷系統是高低溫試驗箱的關鍵部分之一，試驗箱的制冷方式通常可分為機械制冷和液氮輔助制冷兩種。機械制冷是采用蒸汽壓縮式制冷，它們主要由壓縮機、冷凝器、節流機構和蒸發器組成，由于我們試驗的溫度低溫要達到-55℃，單級制冷難以滿足滿足要求，因此綜合試驗箱的制冷方式一般采用復疊式制冷。液氮制冷主要是利用液氮由液態變成氣態時吸收大量熱量的原理來實現快速降溫的。實際應用過程中，液氮制冷通常作為壓縮機機械制冷補充來使用，如在快速變溫試驗箱采用液氮噴霧作為補充，來實現快速降溫的效果。

3、制熱系統

相對制冷系統而言，高低溫試驗箱的加熱系統比較簡單。它主要有大功率電阻絲組成，由于試驗箱要求的升溫速率較大，因此試驗箱的加熱系統功率都比較大，而且在試驗箱的底板也設有加熱器。

4、溫度監控系統

要想達到預定的溫度，少不了溫度監控系統。高低濕試驗箱的溫度監控主要依靠溫度傳感器，通過傳感器感應箱內溫度傳達實時信號給控制系統，從而達到預定溫度。溫度傳感器應用較多的是PT100和熱電偶。

5、空氣循環系統

空氣循環系統一般有離心式風扇和驅動其運轉的電機構成。它提供了試驗箱內空氣的循環。