冷熱沖擊試驗箱原理的空氣循環系統一般由風輪及其驅動電機組成。常用的風輪有兩種：軸流式和多翼離心式。驅動電機一般采用變頻調速電機，以滿足不同溫度變化時對風量的要求。空氣循環系統的設計目標是在試驗箱的工作室內形成均勻的溫濕度場，并滿足規定的溫度變化率要求。其關鍵技術是形成均勻的溫濕度場的氣流組織設計。無論好壞，直接決定恒溫恒濕試驗箱的各項指標能否達到國際標準。典型的四個空氣循環管道如下圖所示。圖a適用于小型試驗室，結構簡單。它是標準試驗箱中常用的一種空氣循環方法。圖b適用于大體積或寬溫度范圍的試驗室。它的特點是需要風扇。兩側的加熱器和冷卻器對稱放置，避免其引起的溫濕度場不均勻。圖c適用于具有低溫沖擊的大型試驗室。其優點是冷卻速度快；圖d與圖a相同，具有結構簡單的特點，適用于中小型試驗室。