低溫恒溫槽的周圍環境都比恒溫器內的溫度高，因此外界熱量總是通過對流、傳導和輻射等形式傳輸給恒溫器，所以設計時，要盡量減少外界熱量輸入，另外還要設法抵消所輸入的熱量，如玻瑞杜瓦瓶隔層抽空、鍍銀等。低溫恒溫器設計主要問題之一是傳熱問題，對于設計任何在與周圍溫度相差很多的溫度下使用的裝置，而且又是用來測量受熱流或受溫度變化影響很大的物理性質的裝置來說，傳熱問題更是這樣。所以，一個恒溫器能否獲得準確結果，常常取決于下列幾種雜散的熱流：(1)當真空度不夠好時，經過低壓氣體導入的熱(2)輻射熱(3)沿管道或電導線的導熱(4)焦耳或渦流生熱。

設計低溫數控超級恒溫槽時，是根據具體要求來選擇合理的結構、傳感元件和合適的控制方法。一個恒溫器，若它在整個低溫范圍內都適用于各種檢定與測試是難于想象的，即使這是可能的話，至少這樣的設備將是相當復雜的。因此，在設計恒溫器時，首先應明確該恒沮器的溫度范圍。如果有了合乎抽速要求的真空泵，在杜瓦瓶內的液體中就可獲得一定范圍的溫度，使用壓強控制器就可以維持溫度不變。

低溫恒溫槽設計的另一個重要因素是絕熱條件。為了說明這個問題，取熱容量或熱傳導的測量為例。在這些測量中，必須盡可能*消除不規則的溫度漂移以及不需要的熱輸入。測量時，實驗容器必須處于高真空內，而在不同的穩定程序上控制它周圍的溫度。