恒温恒湿箱有个组成部分为调温和增湿。通过安装在箱体内顶部的旋转风扇，将空气排入箱体实现气体循环、平衡箱体内的温、湿度，由箱体内置的温、湿度传感器采集的数据，传至温、湿度控制器进行编辑处理，下达调温调湿指令，通过空气加热单元、冷凝管以及水槽内加热蒸发单元的共同完成。
恒温恒湿箱内加湿的过程，实际上是上升水汽分压力，一开始的加湿方式是向试验箱壁喷淋水，通过控制水温使水表面饱和压力得到了控制。箱壁表面的水形成较大的面，在这个面上向箱内通过扩散的方式向箱内加入水汽压使恒温恒湿箱中相对湿度升高。
在对箱壁喷淋时，不可避免地有水滴淋在试品上对试品形成不同程度的污染，符合不了交变湿热对加湿量要求较多的需要。同时对箱内排水也有要求。此方法很快就被蒸汽加湿和浅水盘加湿所取代。虽说它的控制过程较长，但系统稳定后湿度波动较小，比较适合做恒定湿热试验。此外，在加湿过程中水汽不过热不会增加系统中的额外热量。当控制喷淋水温使之低于试验要求的要点温度时，喷淋水具备除湿作用。
恒温恒湿箱可以使用自来水，但长期使用自来水来作为湿度用水的话，水管中易生出水垢，自来水中的杂质也会吸附到产品的表面，水箱也会不干净。
