温度控制是低温恒温槽的核心功能之一，其实现依赖于一套精密的温度监测与调节机制。温度传感器作为整个温度控制系统的 “触角”，被安置在槽内液体介质中，能够实时、精准地感知液体的温度变化，并将这些温度信息转化为电信号，快速传输给控制系统。
控制系统犹如低温恒温槽的 “智慧大脑”，它预先存储了用户设定的目标温度值。当接收到温度传感器传来的电信号后，控制系统会迅速将当前实际温度与设定温度进行对比分析。一旦检测到实际温度与设定温度存在偏差，控制系统便会依据预设的控制算法，计算出需要调整的加热或制冷量。
如果实际温度高于设定温度，控制系统会向制冷系统发出指令，加大制冷量，如提高压缩机的运行频率或增加制冷剂的流量，以加快制冷速度，使槽内温度下降；反之，如果实际温度低于设定温度，控制系统则会控制加热器加大功率，增加热量输出，同时可能适当降低制冷系统的工作强度，让槽内温度回升。
为了实现更精准、稳定的温度控制，现代低温恒温槽通常采用 PID（比例 - 积分 - 微分）控制算法。这种算法能够根据温度变化的速率和趋势，动态地调整加热或制冷的强度。例如，当温度接近设定值时，PID 算法会自动减小调节幅度，避免温度出现大幅波动，确保槽内温度能够平稳地保持在设定值附近，为各类实验和生产过程提供高精度的温度控制环境 。