（一）制冷系統：通過壓縮機制冷，使冷媒在蒸發器中蒸發吸收熱量，從而降低恒溫槽內的溫度。這一過程基于物理學中壓力體積與溫度的關系，即當氣體的質量一定時，壓力與體積的乘積是一個常數。因此，要實現單位質量的氣體的壓力升高一倍，就必須使其體積縮小一半。所有的低溫恒溫槽壓縮機都是根據這個原理進行氣體壓縮的。

（二）溫度控制系統：利用溫度傳感器實時監測恒溫槽內的溫度，并將信號反饋給控制系統。控制系統根據設定值調節制冷系統的工作，使溫度保持在設定范圍內。這一過程通過電子繼電器對加熱器進行自動調節，當恒溫槽因熱量向外擴散等原因使體系溫度低于設定值時，繼電器迫使加熱器工作，到體系再次達到設定的溫度時，又自動停止加熱。通過攪拌器使熱量均勻分布，確保溫度的均勻性。

（三）循環系統：通過循環泵使恒溫介質在槽內循環流動，確保溫度均勻分布。這一系統解決了溫水不勻的弊病，使控溫精度和水的均勻度都能達到較高的要求。

使用低溫恒溫槽時，可以通過整機的進口和出口做機內水源內循環或者外循環，也可將機內水源外引，在低溫恒溫槽體外做第二恒溫場，以實現更廣泛的溫度控制需求。此外，低溫恒溫槽還具有多重保護功能，包括內外循環作用，以確保設備的安全和穩定性。