模温机工作原理由水箱、加热冷却系统、动力传输系统、液位控制系统以及温度传感器、注入口等器件组成。通常情况下，动力传输系统中的泵使热流体从装有内置加热器和冷却器的水箱中到达模具，再从模具回到水箱;温度传感器测量热流体的温度并把数据传送到控制部分的控制器;控制器调节热流体的温度，从而间接调节模具的温度。如果模温机在生产中，模具的温度超过控制器的设定值，控制器就会打开电磁阀接通进水管，直到热流液的温度，即模具的温度回到设定值。如果模具温度低于设定值，控制器就会打开加热器。

模温机根据使用的导热流体（水或导热油）来划分的用水的模温机通常较大出口温度90 ℃，用油的模温机用于工作温度≥200 ℃的场合。通常情况下，带有开口水箱加热的模温机适于用水或油，较大出口温度为90 ℃至≥150 ℃，这种模温机的主要特点是设计简单，价格经济。这种机器的基础上又衍生了一种使用压力水的模温机，其可允许的出口温度为160 ℃或更高，由于在温度高于90 ℃的时候，水的热传导性比同温度下的油好很多，因此这种机器有着突出的高温工作能力。除次之外，还有一种强制流动的模温机，出于安全因素，这种模温机设计工作温度为150 ℃以上，使用导热油。