冷热冲击试验箱制冷循环均采用逆卡若循环，该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。其过程如下：制冷剂经压缩机绝热压缩到较高的压力，消耗了功使排气温度升高，之后制冷剂经冷凝器等温地和四周介质进行热交换，将热量传给四周介质。后制冷剂经阀绝热膨胀做功，这时制冷剂温度降低。然后制冷剂通过蒸发器等温地从温度较高的物体吸热，使被冷却物体温度降低。此循环周而复始以此达到降温之目的。
冷热冲击试验箱就是一种模拟自然界温度急剧变化的试验设备，通过测试产品在温度快速变化的过程中承受物理和化学方面的损害，从而发现产品潜在的质量问题并进而对其改进优化。冷热冲击试验箱适用于金属、塑料、航空、航天、橡胶、电子等材料行业。
冷热冲击试验箱主要由以下几部分构成：
1、冷凝器：把高温高压的气体冷媒冷凝成常温高压的液体冷媒。
2、压缩机：把低温低压的气体冷媒压缩成高温高压的气体冷媒。
3、节流机构（毛细管或膨胀阀）：把常温高压的液体冷媒通过限流转化成低温低压的气液混合物。
4、蒸发器：利用蒸发吸热原理使节流机构出来的冷媒转化成低温低压的气体冷媒，回到压缩机。

5、油分离器：附属保护配件，分离冷媒里的润滑油直接送回压缩机，保证压缩机运转时的润滑油量。不让润滑油进到冷凝器和蒸发器，而影响换热效果。