快速溫變試驗箱擁有獨立于主控制器之電子式超溫保護裝置，可設定受測對象之溫度上限保護。快速溫變試驗箱擁在硬件設計時要選擇固態繼電器。通過控溫器以及溫控器的輸出來共同控制固態繼電器的控制元件，從而滿足了對加熱器的控制要求。因為在控溫工作時，溫濕度控制器會根據箱體內實際溫度的上下波動而控制加熱器的頻繁啟動停止，由于加熱器功率較大，普通的接觸器難以承受頻繁的起停。
快速溫變試驗箱將加熱器分成三組來分別控制，一組受溫控器的熱輸出控制， 另外兩組受PLC控制。因為在快速升溫過程中，當溫度接近目標值以后，PID運輸才會減少加熱器的輸出，同樣受PID運算的局限性以及加熱器余熱的影響，此時會存在溫度過沖的現象。在接近目標溫度時，逐漸減少加熱器的組數，從而有效的解決了快速溫變試驗箱正過沖的現象。
快速溫變試驗箱為了達到快速升溫和快速降溫的要求，試驗箱裝配了大功率的制冷系統和加熱系統。在快速降溫過程中，當箱體內的溫度接近目標溫度時，系統會開啟加熱器，通過加熱器產生的熱量去平衡制冷系統所產生的冷量，以此來達到平穩過渡、減少溫度負過沖的目的。但是，由于溫控器的PID運算本身的局限性，通常是當溫度出現負偏差以后才會快速的增加熱輸出，這樣就很容易出現負過沖現象。因此,制冷系統增加了一些旁通閥， 通過設定不同的溫度報警點，在不同溫度點時開啟不同的旁通閥，以減少進入箱體內的冷量，從而有效的防止了快速降溫過程中的負過沖的現象。