热力学循环是温控的理论基石。蒸气压缩制冷循环为例，它主要由压缩、冷凝、节流和蒸发四个过程组成。压缩机将低温低压的制冷剂蒸气压缩成高温高压气体，随后进入冷凝器，在冷凝器中制冷剂向外界环境释放热量，由气态转变为液态；液态制冷剂经过节流装置，压力骤降，温度降低，进入蒸发器；在蒸发器中，制冷剂吸收试验箱内的热量，重新汽化成蒸气，如此周而复始，实现热量从低温物体向高温物体的转移，达到制冷效果。制热过程则可通过电加热元件或逆循环实现，通过控制加热功率与循环过程，实现试验箱内温度的调节。

双舱设计带来了显著的性能提升。由于高温舱与低温舱可预先分别控温，当进行冷热冲击测试时，样品能够在两舱间快速切换，无需等待整个箱体完成大幅度的温度升降，大幅缩短了测试周期。同时，独立舱室减少了温度波动的相互影响，高温舱与低温舱内的温度均匀性可达 ±1℃ ，极大提高了控温精度。此外，智能控制系统可根据测试计划，提前规划两舱的温度调节策略，在非测试时段降低舱体维持温度的能耗，双舱间高效隔热材料与密封结构，也进一步减少了热传导损失，实现了能耗与效率的平衡。