恒溫恒濕試驗箱的制冷核心即為壓縮機，單級與復疊即為壓縮機的數量不同而區分的。當一臺恒溫恒濕試驗箱采用一臺壓縮機時，我們稱之為單級式制冷，采用一臺以上時，我們稱之為復疊式制冷。

       單級制冷機是應用比較廣泛的一類制冷機，它可以應用于制冰、空調、食品冷藏及工業生產過程等方面。單級制冷循環是指制冷劑在制冷系統內相繼經過壓縮、冷凝、節流、蒸發四個過程，便完成了單級制冷機的循環，即達到了制冷的目的。

       復疊式制冷機通常由兩個單獨的制冷系統組成，分別稱為高溫級及低溫級部分。高溫部分使用中溫制冷劑，低溫部分使用低溫制冷劑。高溫部分系統中制冷劑的蒸發是用來使低溫部分系統中制冷劑冷凝，用一個冷凝蒸發器將兩部分起來，它既是高溫部分的蒸發器，又是低溫部分的冷凝器。低溫部分的制冷劑在蒸發器內向被冷卻對象吸取熱量（即制取冷量），并將此熱量傳給高溫部分制冷劑，然后再由高溫部分制冷劑將熱量傳給冷卻介質（水或空氣）。