大型快速溫變試驗箱的工作原理就是將高溫和低溫以設定的時間頻率進行切換，讓被檢測樣品能夠在溫度快速變化的情況下運行，檢測樣品在快速溫變后發生的變化。檢測樣品在經受模擬溫度變化的環境下，一些潛存在產品深處的問題都會慢慢暴露出來，比如材料問題、制作工藝的問題等。
大型快速溫變試驗箱冷循環均采用逆卡若循環，該循環由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。其過程如下：制冷劑經壓縮機絕熱壓縮到較高的壓力，消耗了功使排氣溫度升高，之后制冷劑經冷凝器等溫地和四周介質進行熱交換，將熱量傳給四周介質。后制冷劑經閥絕熱膨脹做功，這時制冷劑溫度降低。然后制冷劑通過蒸發器等溫地從溫度較高的物體吸熱，使被冷卻物體溫度降低，如此循環周而復始，從而達到降溫之目的。
大型快速溫變試驗箱的制冷系統：
1、低溫制冷采用德國“谷輪”半封閉式壓縮機機組（7.5匹×2）。其它制冷部件如美國RANCO、SPORLAN、瑞士“ALFALAVAL”、丹麥DANFOSS、意大利CAS、日本鷺宮等進口產品。高溫級使用R404A，低溫級使用R23環保型制冷劑。兩級之間采用瑞典“阿法拉伐”板式交換器連接，蒸發冷凝器既作為高溫級的蒸發器，又作為低溫級的冷凝器。
2、為確保系統安全運行，在系統中需設置高低壓控制、超壓、過載等保護系統。同時為了監測系統運行情況，在高低壓端均需設有高低壓表監測系統運行情況。
3、制冷量調節采用分流法。
4、其它制冷部件均采用美國RANCO、SPORLAN、瑞士“ALFALAVAL”、丹麥DANFOSS、意大利CAS、日本鷺宮等進口產品。
