物理恆溫箱的原理其實比較簡單,關鍵的控制部分有三個,
1.溫度探頭
2.是製冷壓縮機
3.熱風機,有的用紅外線加熱,或是直接用電阻絲加熱.
溫度探頭的測量端伸在恆溫箱內部的空氣中,不能與物體或是箱避接觸,實時監測箱內的溫度,在控制面板上,可以設定恆溫箱的恆溫範圍,即設定允許的溫度上限和下限,當探頭檢測到溫度低於下限時,開啟熱風機加熱.溫度開始回升.當探頭檢測到溫度高於上限時,開啟製冷壓縮機制冷,溫度下降.如此來回控制.

恆溫器裝有冷卻/加熱模組，採用帕爾貼元件有效的冷卻空氣。當裝置開啟時，根據溫度來設定加熱/冷卻帕爾貼元件的正面。風扇從樣品盤區域吸入空氣，將它經過加熱/冷卻模組的通道。風扇速度由環境條件決定。在加熱/冷卻模組中，空氣達到帕爾貼元件的溫度，然後這些橫溫控器被吹到特殊樣品盤下，在那裡均勻分佈，並流回樣品盤區域。空氣再從那裡進入恆溫器中。這種迴圈模式確保對樣品瓶進行高效冷卻/加熱。