三箱式冷热冲击老化箱的复叠式制冷系统工作原理通常由两个单独的制冷系统组成，分别称为高温级及低温级部分。高温部分使用中温制冷剂，低温部分使用低温制冷剂。高温部分系统中制冷剂的蒸发器是用来使低温部分系统中制冷剂冷凝，用一个冷凝蒸发器将两部分起来，它既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。低温部分的制冷剂在蒸发器内向被冷却对象吸取热量（即制取冷量），并将此热量传给高温部分制冷剂，然后再由高温部分制冷剂将热量传给冷却介质（水或空气）。从而达到更加低温的效果，zui低温甚至可达到零下75摄氏底。因为三箱式冷热冲击老化箱的升降温要求比较迅速，所以如果不采用复叠式制冷系统根本就达不到快速升降温的要求。
复叠式制冷系统不但用在冷热冲击箱上，而且还会用在很多设备上面，比如大型的恒温恒湿测试室，温底要求较低的高低温实验箱、恒温恒湿测试箱、快速温变试验箱等设备都会用到此系统。科技的技术就在制冷系统上面，制冷系统也是高低温试验设备行业zui值钱的系统，它相对于加热系统，成本高多了。