上海恒溫恒濕試驗箱系統的運行是通過三個互相的系統：冷媒水循環系統、空氣水循環系統、電器設備自動控制系統。

　　一、冷媒水循環系統：

　　空調蒸發器中的液態冷媒吸收空氣的熱能(空氣被變涼及抽濕)并開始揮發，冷媒與空氣之間形成一定的溫度差，液態冷媒亦完全揮發轉變成汽態，后被制冷壓縮機呼吸并縮小(壓力和溫度增加),汽態冷媒通過冷卻器(風冷式/水冷散熱)吸收熱能，凝固成液體。通過空調膨脹閥(或毛細管)節流后變為超低溫底壓冷媒進入空調蒸發器，完成冷媒循環過程。

　　二、空氣水循環系統：

　　上海恒溫恒濕試驗箱排風機負責將空氣從回風口呼吸，空氣經過空調蒸發器(變涼、抽濕)，空氣加濕器，電加熱器(提溫)后經送風口送至用戶需的空間內，送出去的空氣與空間內的空氣相混后返回回風口。

　　三、電器設備自動控制系統：

　　上海恒溫恒濕試驗箱包括開關電源部分和自動控制系統部分。開關電源部分通過交流接觸器，對制冷壓縮機、電扇、電加器器，空氣加濕器等生產商開關電源。自動控制系統分部分又分成溫、環境濕度控制及常見故障保護部分：溫、環境濕度控制是通過溫、濕度控制器，將送風的溫度濕度與用戶設置的溫濕度作對比，自啟動制冷壓縮機(變涼、抽濕)，空氣加濕器，電加熱器(提溫)等部件，實現三恒系統的自動控制系統常見故障保護控制是通過壓力保護、延時器、汽車繼電器、過壓保護等互相組合達到，對制冷壓縮機，排風機，空氣加濕器等部件進行常見故障保護的控制。