恒温槽能够精准维持温度恒定，背后有着一套精妙的工作机制，主要基于温度传感、反馈控制和加热 / 制冷调节的协同作用 。
从核心组成部分来看，槽体作为盛放导热介质的容器，其中的介质会依据目标温度范围来选择，如水、油或酒精等。加热元件通常采用电阻丝、PTC 元件等，负责在需要时提升温度；制冷单元则借助压缩机制冷、帕尔贴效应半导体制冷等方式实现降温，不过部分高精度恒温槽才具备制冷功能。高精度铂电阻（PT100）或热电偶作为温度传感器，能实时、精准地监测介质温度，为后续的调控提供数据支持。而控制器则像是整个系统的大脑，一般由 PID（比例 - 积分 - 微分）控制电路或微处理器构成，它负责处理传感器传来的信号，并据此调节加热 / 制冷功率。此外，搅拌装置也是重要的，它能确保槽内温度均匀，避免出现局部温差过大的情况。
当我们设定好目标温度，比如 25.0℃后，恒温槽便开始了它的工作流程。温度传感器会将当前检测到的温度转换为电信号，迅速反馈至控制器。控制器会立即比较设定值与实际值，精确计算出温差（ΔT） 。随后，PID 调节开始发挥关键作用：比例控制（P）环节会根据 ΔT 大小线性调整加热 / 制冷功率，若温差较大，就加大功率输出，以快速缩小温差；积分控制（I）主要用于消除长期静差，像环境散热导致的温度漂移等问题，通过对过去一段时间内温差的积分运算，逐渐修正温度偏差；微分控制（D）则着眼于预测温度变化趋势，当检测到温度变化过快，可能出现过冲或振荡时，提前做出调整，抑制这种不稳定情况的发生。
在执行输出阶段，如果 ΔT > 0，即温度偏低，就会启动加热器并根据计算结果调节功率；若 ΔT < 0，也就是温度偏高，此时会启动制冷或者停止加热，同时辅以散热措施。通过这样持续不断地反馈和调节，最终能使实际温度稳定在设定值 ±0.01℃~±0.1℃（具体精度取决于设备本身） ，实现高精度的恒温控制。