（一）制冷系统：通过压缩机制冷，使冷媒在蒸发器中蒸发吸收热量，从而降低恒温槽内的温度。这一过程基于物理学中压力体积与温度的关系，即当气体的质量一定时，压力与体积的乘积是一个常数。因此，要实现单位质量的气体的压力升高一倍，就必须使其体积缩小一半。所有的低温恒温槽压缩机都是根据这个原理进行气体压缩的。
（二）温度控制系统：利用温度传感器实时监测恒温槽内的温度，并将信号反馈给控制系统。控制系统根据设定值调节制冷系统的工作，使温度保持在设定范围内。这一过程通过电子继电器对加热器进行自动调节，当恒温槽因热量向外扩散等原因使体系温度低于设定值时，继电器迫使加热器工作，到体系再次达到设定的温度时，又自动停止加热。通过搅拌器使热量均匀分布，确保温度的均匀性。
（三）循环系统：通过循环泵使恒温介质在槽内循环流动，确保温度均匀分布。这一系统解决了温水不匀的弊病，使控温精度和水的均匀度都能达到较高的要求。
使用低温恒温槽时，可以通过整机的进口和出口做机内水源内循环或者外循环，也可将机内水源外引，在低温恒温槽体外做第二恒温场，以实现更广泛的温度控制需求。此外，低温恒温槽还具有多重保护功能，包括内外循环作用，以确保设备的安全和稳定性。
