（1）僅製冷係統工作時，空氣溫度與含濕量下降，相對濕度上升。
（2）僅電加熱器工作時，空氣含濕量不變，溫度上升，相對濕度下降。
（3）僅加濕器工作時，空氣含濕量和相對濕度上升，溫度可以上升、不變或下降，取決於加熱器的種類。如恒溫恒濕機內為電熱式或電極式加濕器，加濕時空氣溫度略有上升；如為超聲波或離心式加濕器，加濕時空氣溫度基本不變；如為淋水加濕器，加濕時空氣溫度略有下降。
（4）製冷係統與電加熱器同時工作，空氣含濕量不變，溫度上升還是下降取決於製冷量和電加熱器功率。
（5）製冷係統與加濕器同時工作，空氣溫度下降，含濕量的變化取決於蒸發器的除濕量和加濕器的加濕量，通常是有所增加。
（6）電加熱器與加濕器同時工作，空氣溫度上升，含濕量增加。
其製冷係統與熱泵型房間空調器基本相同，包括壓縮機、室外側換熱器、室內側換熱器、膨脹閥、電磁換向閥等機器設備。由於可以利用熱泵製熱，這種恒溫恒濕機隻有一組功率較小的輔助電加熱器。
係統按製冷運行方式工作時，換熱器A為冷凝器，換熱器B為蒸發器，製冷劑循環路線為1→7→4→2→6→9→10→7→1。當係統按製熱運行方式工作時，電磁換向閥切換，位於室外的換熱器A為蒸發器，位於室內的換熱器B為冷凝器，製冷劑循環路線為1→7→10→9→6→2→4→7→1。需除濕時，係統按除濕運行方式工作，如室內空氣需要升溫，則換熱器C為冷凝器，換熱器B為蒸發器，製冷劑循環路線為1→7→4→12→6→9→10→7→1；如換熱器C與換熱器A並聯工作，製冷劑分別在兩個換熱器中冷凝，則換熱器C的熱負荷較小，去濕後空氣溫度可以升高、可以不變、也可以降低，且調節軸流風機的轉速就可以調節出風溫度。除用熱泵代替進行加熱的功能外，風冷式恒溫恒濕機各工作過程與水冷式恒溫恒濕機相同。
汽車空調機
汽車空調機是為汽車乘客、駕駛員和車上工作人員提供舒適空氣條件的裝置，其原理與一般單冷型空調器完全相同。但因汽車空調機安裝在行駛的汽車上，顛簸振動很劇烈，工作時環境溫度變化很大，發動機轉速變化範圍很大，所以汽車空調機的結構、連接、製冷劑種類等方麵有其特殊性。
汽車空調機與獨立的空調器最明顯的不同之處是，各部件通常分別獨立安裝，驅動的動力直接來自發動機。
大型車則常另配一個輔助發動機驅動壓縮機。汽車空調機組成部分有壓縮機、連接軟管、冷凝器、貯液幹燥過濾器、膨脹閥或節流管、蒸發器、送風係統和電控係統等。
由於汽車在各種道路上行駛，環境溫度變化劇烈且車壁較薄，停車在日光下直射時車內溫度可達60～70℃，發動機箱內溫度更高。在這樣的條件下，冷凝溫度很高，可達65℃以上，設計時取冷凝溫度為60℃。通常汽車空調機中使用的製冷劑是R134a，以避免冷凝壓力過高。
汽車空調所用壓縮機最常見的有開啟斜盤式活塞壓縮機、旋片式壓縮機和渦旋式壓縮機。主發動機驅動時，壓縮機安裝在發動機旁邊，其主軸套在電磁離合器輪轂內，結合成一個整體，發動機通過皮帶傳動帶動電磁離合器。壓縮機工作或停止運轉，由電磁離合器線圈電源的接通與斷開來控製。而電源的接通與斷開是由吸氣壓力、車內溫度以及環境溫度等參數通過電控係統控製的。
在中小型汽車上，冷凝器通常布置在主發動機散熱器前方，用散熱器風扇進行冷卻；蒸發器布置在車內前部，用離心風機向車內送風；離心風機用直流三速或四速電機驅動。在大型汽車上，冷凝器可以布置在車頂或車底，單獨設軸流風機冷卻；蒸發器在車內頂部，在車內頂部兩側布置多個出風口。