恒温恒湿试验箱中的蒸汽加湿和电热加湿又分为开启式和密闭式。开启式响应的速度较慢，经常会出现滞后现象，所以湿度的波动值较大，但是其结构比较简单可靠。而闭式蒸汽压力大于大气压，在0.1～0.3MPa之间，其优点是不会出现像开启式那样的滞后，但缺点也显示易见，需要配有减压阀、电磁阀、泄水管等，结构复杂，并且多用于大型人工气候室中。

恒温恒湿试验箱在低温和高湿的情况下，由于加入的蒸汽与空气还没来得及充分混合，或者与箱壁接触而出现的局部冷凝，这不仅会使加入的蒸汽量减少，而且还会放出热量使箱内湿空气温度上升;所以该设备在加湿过程中箱内的温度会有所提升。

当空气经过敞开的水面时，与水表面发生热湿交换。恒温恒湿试验箱则会按其水温不同，可能会仅发生显热交换;也可能既有显热交换，又能同时拥有湿交换，同时还有潜热交换。显热交换是空气与水之间存在温差，因导热、对流和辐射作用而换热，而潜热交换是空气中的水蒸汽蒸发（或凝结）而吸收（或放出）汽化潜热的结果。总热交换量为显热交换量与潜热交换量的代数和。

恒温恒湿试验箱中的空气与水面直接接触时，在贴近水面上，由于水分子正在作不规则运动的结果，将会导致形成一个温度等于水面温度的饱和空气边界层，且其水蒸汽分子的浓度或水汽分压力取决于边界层的饱和空气温度。