高低溫試驗箱制冷循環采用的是逆卡若循環，該循環由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成：
1. 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，之后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。
2. 后制冷劑經截流閥絕熱膨脹做功，這時制冷劑溫度降低。
3. 后制冷劑通過蒸發器等溫地從溫度較高的物體吸熱，使被冷卻物體溫度降低。
4. 此循環周而復始從而達到降溫之目的。
高低溫試驗箱制冷系統的設計應用能量調節技術，既能保證制冷機組正常運行，又能對制冷系統的能耗及制冷量進行有效的調節，使制冷系統保持在佳的運行狀態。采用平衡調溫(BTC),既在制冷系統在連續工作的情況下，控制系統根據設定之溫度點通過PID自動運算輸出的結果去控制加熱器的輸出量，終達到一種動態平衡。
