高低溫試驗室的制冷工作原理是采用逆卡若循環，該循環出兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。制冷劑經壓縮機絕熱壓縮到較高的壓力，消耗了的功使排氣溫度升高制冷劑經冷凝器等溫地和四周介質進行熱交換將熱量傳給四周介質。此循環周而復始從而達到降溫的目的。高低溫試驗室采用平衡調溫（BTC），既在制冷系統在連續工作的情況下，控制系統根據設定的溫度點通過PID自動運算輸出的結果去控制加熱器的輸出量，zui終達到一種動態平衡。