水套式二氧化碳培养箱的温度是通过电热丝给水套内的水加热，再通过箱内温度传感器来检测温度变化，使箱内的温度恒定在设置温度。
气套式二氧化碳培养箱的加热是通过遍布箱体气套层内的加热器直接对内箱体进行加热的，又叫六面直接加热。
气套式与水套式相比，具有加热快，温度的恢复比水套式培养箱迅速的特点，特别有利于短期培养以及需要箱门频繁开关的培养。箱内温度一般设定在37℃左右。二氧化碳培养箱控制二氧化碳的浓度是通过二氧化碳浓度传感器来进行的。
二氧化碳传感器用来检测箱体内二氧化碳浓度，将检测结果传递给控制电路及电磁阀等控制器件，如果检测到箱内二氧化碳浓度偏低，则电磁阀打开，二氧化碳进入箱体 内，直到二氧化碳浓度达到所设置浓度，此时电磁阀关闭，箱内二氧化碳切断，达到稳定状态。
二氧化碳采样器将箱内二氧化碳和空气混合后的气体取样到机器外部面板的采样口，以随时用二氧化碳浓度测定仪来检测二氧化碳的浓度是否达到要求。
目前大多数的二氧化碳培养箱是通过增湿盘的蒸发作用产生湿气的(其产生的相对湿度水平可达95%左右，但开门后湿度恢复速度很慢)。
因为湿度蒸发面积越大，越容易达到相对饱和湿度并且开关门后的湿度恢复的时间越短。
所以湿度蒸发面积大的培养箱较湿度蒸发面积小的培养箱容易保持相对饱和湿度。
