從結構設計與材質角度來看，試驗箱內體多采用 SUS#304 耐熱耐寒不銹鋼板，厚度一般在 1.2mm 左右，內部結構全無縫焊接。外箱則通常為電解鋼板，經酸洗磷化后進行高級粉體烤漆處理。保溫材質常選用德國拜耳耐火級高強度 PU 聚氨酯發泡保溫絕緣材料，再搭配超細玻璃纖維。這種結構設計與材質選用旨在減少熱量傳遞，但無法杜絕。例如，當箱內處于高溫狀態（如 100℃）時，盡管保溫層可有效阻礙熱量向外擴散，但不銹鋼內箱壁與箱內高溫空氣直接接觸，溫度會快速上升接近箱內空氣溫度，不過由于箱體結構的散熱，箱壁外側溫度會低于內側，且低于箱內空氣溫度；在低溫狀態（如 - 40℃）下，箱內空氣的低溫會使內箱壁溫度降低，可外部環境熱量仍會緩慢向內傳遞，導致箱壁溫度高于箱內空氣溫度 。

設備運行中的熱交換過程對溫度差異影響顯著。試驗箱工作時，制冷與制熱系統持續調節箱內空氣溫度。以制冷過程為例，蒸發器吸收箱內空氣熱量，使空氣溫度下降，此時箱內空氣與箱壁之間存在溫度梯度，熱量從箱壁向空氣傳遞，箱壁溫度高于箱內空氣溫度。而在制熱階段，加熱元件使空氣升溫，箱內空氣又將熱量傳遞給箱壁，箱壁溫度滯后于空氣溫度變化，在升溫初期箱內空氣溫度高于箱壁溫度 。

此外，試驗箱的使用時長與維護情況也會影響溫度差異。隨著使用時間增加，保溫材料老化、密封性能下降等問題出現，熱量傳遞加劇，箱壁與箱內空氣溫度差異可能增大。例如，使用 5 年后的試驗箱，若未及時更換老化的保溫材料，在高溫測試時，箱壁溫度與箱內空氣溫度差值可能從原本的 2 - 3℃上升至 5 - 6℃ 。