制冷循环采用逆卡若循环，该循环出两个等温过程和两个绝热过程组成，其主要过程：

制冷剂经压缩机绝热压缩到较高的压力，消耗了的功使排气温度升高，之后制冷剂经冷凝器等温地和四周介质进行热交换将热量传给四周介质。后制冷剂经截流阀绝热膨胀做功，这时制冷剂温度降低。后制冷剂通过蒸发器等温地从温度较高的物体吸热，使被冷却物体温度降低。此循环周而复始从而达到降温之目的。高低温冲击试验箱之制冷系统采用全封闭压缩机所组成的单元氟利昂制冷系统。

制冷系统的设计应用能量调节技术既能保证制冷机组正常运行,又能对制冷系统的能耗及制冷量进行有效的调节，使制冷系统保持在z佳的运行状态。采用平衡调温(BTC),既在制冷系统在连续工作的情况下，控制系统根据设定之温度点通过PID自动运算输出的结果去控制加热器的输出量，终达到一种动态平衡。

一般来说，高低温冲击试验箱的制冷方式都是机械制冷以及辅助液氮制冷，机械制冷采用蒸气压缩式制冷，该制冷方式是人工制冷中应用广泛而又经济的制冷方式之一。

蒸气压缩式制冷型式有：单级制冷、多级制冷和复叠式制冷，它们主要由压缩机，冷凝器，节流机构和蒸发器组成。由于我们试验的温度低温要达到-55℃，单级制冷难以满足要求，因此高低温冲击试验箱的制冷方式一般采用复叠式制冷。

高低温冲击试验箱制冷系统由两部分组成，分别称为高温部分和低温部分，每一部分都是一个相对独立的制冷系统。高温部分中制冷剂的蒸发吸收来自低温部分的制冷剂的热量而汽化;低温部分制冷剂的蒸发则从被冷却的对象(试验箱内的空气)吸热以获取冷量。

高温部分和低温部分之间是用一个蒸发冷凝器联系起来的，它既是高温部分的蒸发器，也是低温部分的冷凝器。高低温冲击试验箱的高温部分制冷剂采用中温制冷剂，低温部分制冷剂采用低温制冷剂，箱内温度能达到-70℃。