高低溫箱主要通過(guò)制冷系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)溫度。制冷系統(tǒng)一般采用壓縮機(jī)制冷，利用制冷劑在蒸發(fā)器和冷凝器間循環(huán)吸收與釋放熱量，降低箱內(nèi)溫度；加熱系統(tǒng)通常采用電加熱元件，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，使箱內(nèi)溫度升高。其通過(guò)逐步升溫或降溫，使箱內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定范圍。比如進(jìn)行低溫試驗(yàn)時(shí)，先啟動(dòng)制冷系統(tǒng)，緩慢降溫至設(shè)定低溫值，升溫過(guò)程類似，依靠加熱系統(tǒng)逐漸加熱。

冷熱沖擊箱溫度變化速率極快，這是區(qū)別于高低溫箱的重要特點(diǎn)。它能在短時(shí)間內(nèi)使樣品經(jīng)歷巨大溫度變化，溫度變化速率可達(dá)每分鐘幾十?dāng)z氏度。在航空航天材料測(cè)試中，要求材料承受快速冷熱交替，冷熱沖擊箱可在幾分鐘內(nèi)使材料從 100℃左右高溫環(huán)境快速轉(zhuǎn)移到 - 80℃左右低溫環(huán)境，有效模擬飛行中環(huán)境溫度急劇變化對(duì)材料的沖擊。

冷熱沖擊箱結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，有高溫箱和低溫箱兩個(gè)獨(dú)立箱體，兩箱體間有連接通道用于樣品快速轉(zhuǎn)移。由于需在溫差很大的兩箱體間進(jìn)行熱量隔離，防止相互干擾，其保溫要求更高。