高低溫箱由制冷系統、加熱系統、控制系統、溫度系統、傳感器系統、空氣循環系統組成，下面詳細介紹這6大系統：
制冷系統：制冷系統是高低溫箱的關鍵部分之一。試驗箱的制冷方式一般為機械制冷以及輔助液氮制冷，機械制冷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，因此一般采用復疊式制冷。
加熱系統：加熱系統主要由大功率電阻絲組成，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。
控制系統：控制系統是設備的核心部分，它決定了試驗箱的升溫速率，精度等重要指標。
溫度系統：溫度系統分為加濕和除濕兩個子系統。
傳感器系統：設備的傳感器主要是溫度和濕度傳感器。溫度傳感器應用較多的是鉑電組和熱電偶。濕度的測量方法有干濕球溫度計法和固態電子式傳感器直接測量法兩種。
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。
