超低溫試驗箱能夠完成高溫、低溫的轉變自然環境，用于檢驗實驗試品在高溫、低溫的自然環境下所產生的特性轉變，例如由熱漲冷縮造成的脆化反映，像開裂、形變、褪色、外皮脫離等狀況就歸屬于脆化狀況。超低溫試驗箱中的關鍵一部分取決于加溫和制冷機組，在其中制冷機組是較為有科技含量的。超低溫試驗箱中的致冷方法選用的是蒸汽縮小致冷，較為特別容易完成并且經濟實惠。

 

　　超低溫試驗箱的制冷機組基本原理，便是運用了蒸汽縮小致冷的方法，選用空調氟利昂等液體來做為揮發液，根據揮發發的方法將物件表層的發熱量帶去，進而完成致冷全過程。經空調膨脹閥節流閥進到空調蒸發器的液體，從周邊物件中汲取揮發汽化熱而揮發，揮發后變為低溫底壓汽體被制冷機組吸進，經制冷壓縮機縮小后變為超高壓汽體進到水冷散熱或風冷式冷卻器，在這其中制冷成髙壓液體，再經空調膨脹閥進到空調蒸發器。這般往復式循環系統，從低溫處吸熱反應完成致冷，再將發熱量從高溫處釋放出。全部全過程就被稱作蒸汽縮小致冷全過程。

 

　　超低溫試驗箱的致冷全過程分成四個一部分：揮發全過程、縮小全過程、冷疑全過程、節流過程。這四個全過程持續循環系統，進而做到致冷的目地，期內會運用到制冷壓縮機、熱交換器、管道及配件等關鍵構件，這種構件構成了一個詳細的制冷機組。現階段制冷機組能夠操縱的低揮發溫度，能夠做到-30℃~-40℃，這也是超低溫試驗箱和恒溫恒濕設備試驗箱低溫度達到-40℃的原因。

 

　　超低溫試驗箱進行制冷的時候，有時還會使用液氮輔助制冷，其工作原理是液氮的揮發，能夠帶走大量的熱量，能夠對應一定的飽和蒸汽壓力。