恒溫恒濕箱加濕的過程實際上就是提高水汽分壓力，最初的加濕方式就是向恒溫恒濕箱壁噴淋水，通過控制水溫使水表面飽和壓力得到控制。箱壁表面的水形成較大的面，在這個面上向箱內通過擴散的方式向箱內加入水汽壓使試驗箱中相對濕度升高，這一方法出現在上世紀五十年代。由于當時對濕度的控制主要是用水銀電接點式導電表進行簡單的開關量調節，對于大滯后的熱水箱水溫的控制適應性較差，因此控制的過渡過程較長，不能滿足交變濕熱對加濕量要求較多的需要，更重要地是在對箱壁噴淋的時候，不可避免地有水滴淋在試品上對試品形成不同程度的污染。

    恒溫恒濕箱的除濕方式有兩種：機械制冷除濕和干燥除濕。

    機械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點溫度以下，使大于飽和含濕量的水汽凝結析出，這樣就降低了濕度。干燥器除濕是利用氣泵將恒溫恒濕箱內的空氣抽出，并將干燥的空氣注入，同時將濕空氣送入可循環利用的干燥進行干燥，干燥完后又送入恒溫恒濕箱內，如此反復循環進行除濕。

    現在大部分恒溫恒濕箱采用前一種除濕方法，后一種的除濕方法，需要增加除濕機或化學除濕，可以使露點溫度達到0℃一下。適用于有特殊要求的場合，但成本相對較高。