快速溫變試驗箱的工作原理就是將高溫和低溫以設定的時間頻率進行快速切換，給試驗品予以快速的溫度變化測試，來檢測試驗物品在快速溫變中產生的物理變化。在快速溫變試驗箱的作用下，對產品進行極限測試，運用人工模擬環境溫度加速技巧(在上、下限極值溫度內進行循環時，產品產生交替膨脹和收縮)改變外在環境應力，使產品中產生熱應力和應變，透過加速應力來使潛存于產品的問題暴露出來，例如零件材料問題、制程問題、工藝問題。

快速溫變試驗箱與冷熱沖擊試驗機不同的是，快速溫變試驗箱的溫度變化是比較恒定的，也就是溫度變化速率是比較穩定的，箱體內的溫度是從高溫快速降至低溫，或者從低溫快速升至高溫；而冷熱沖擊試驗機的溫度變化則是一會冷一會熱的情況，原因是因為冷熱沖擊試驗機直接使用了高溫區和低溫區的氣體來進行冷熱變化試驗。