一、蒸發器蒸發過程

通過膨脹閥截流后的低壓濕蒸汽，在蒸發器中從周圍介質吸熱制冷，并逐漸增加其干度。這樣，從蒸發器出來的氣體就已經成為干飽和蒸汽或稍有過熱度的過熱蒸汽了。在蒸發過程中，制冷劑的溫度和壓力保持不變。

二、壓縮機壓縮過程

完成制冷作用后從蒸發器出來的蒸汽經制冷壓縮機壓縮后，溫度和壓力急劇升高。壓縮機排出的氣體就變成了過熱度較大的熱蒸汽。壓縮氣體時，壓縮機要消耗一定的壓縮功，但制冷劑熵值不變。

三、冷凝器冷凝過程

從制冷機排出的高溫高壓過熱蒸汽，進入冷凝器與冷卻水或空氣進行熱交換，使過熱蒸汽逐漸變成飽和蒸汽，進而變成飽和液體。當用冷卻水冷卻時，飽和液體的溫度繼續降低，出現過冷。冷凝過程中壓力保持不變。

四、膨脹閥節流過程

從冷凝器出來的液體經過膨脹閥被節流，成為低溫低壓的濕蒸汽。節流過程制冷劑焓值不變。

上述四個過程依次不斷循環，高低溫試驗箱從而達到制冷降溫的目的。

綜上所說，高低溫試驗箱制冷劑工質以液態在蒸發器中吸熱制冷，低溫液體吸收汽化潛熱變成制冷劑氣體被壓縮機吸入并壓縮，被壓縮的氣體壓力和溫度都增高，之后流進冷凝器，冷凝器以風冷水冷等形式對制冷劑氣體進行冷凝，冷凝后的高溫高壓液體儲存在冷凝器底部及儲液器中，冷凝時放出的熱量通過風機、水泵等設備帶出并散到環境中，當高溫高壓的液體流經膨脹閥后，以低溫低壓的液體狀態再進入蒸發器吸收汽化潛熱而制冷，如此完成制冷循環。