制冷系统是恒温恒湿试验箱中的关键部件之一，也是整个设计的重点和难点，其设计质量好坏直接影响试验箱的性能优劣。常用制冷方式有三种：一是机械制冷，也称为蒸气压缩机制冷；二是液氮制冷；三是机械制冷和液氮制冷相结合的制冷方式。

    机械制冷是所有人工制冷中应用最成熟的制冷技术，根据恒温恒湿试验箱制取低温程度不同，可分为单级制冷、双级制冷和复叠式制冷。机械制冷的降温速率很慢，普遍在1~10℃/min范围，不超过15℃/min,无法满足快速降温速率要求的高/低温环境试验设备。为了解决这一难题，可以采用液氮制冷技术。

    液氮（常压下的沸点为-195.8℃）制冷以液氮为冷源，向试验空间喷洒液氮，利用液氮汽化过程中的潜热以及低温氮气的显热吸收热量达到降温目的。液氮制冷具有很好的降温性能，制冷低温可到-150℃，降温速率可达60℃/min以上，通常用于要求温度极低、降温速度快，或者短时间内需要大冷量（冷冲击）的应用场合。液氮作为工业附属产品，制取成本低，价格日趋便宜，因此，液氮制冷技术逐渐被应用于需要超低温度、高降温速率的环境试验设备中。