Το ψυγείο σωλήνα θερμότητας αποτελείται από έναν σφραγισμένο σωλήνα, ένα φυτίλι υγρού και ένα κανάλι ατμού. Το φυτίλι περιβάλλει το τοίχωμα του σωλήνα του σφραγισμένου σωλήνα και είναι βυθισμένο σε ένα κορεσμένο υγρό που μπορεί να εξατμιστεί. Αυτό το υγρό μπορεί να είναι απεσταγμένο νερό ή αμμωνία, μεθανόλη ή ακετόνη. Το ψυγείο σωλήνων θερμότητας γεμάτο με αμμωνία, μεθανόλη, ακετόνη και άλλα υγρά εξακολουθεί να έχει καλή ικανότητα απαγωγής θερμότητας σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Όταν το ψυγείο του σωλήνα θερμότητας λειτουργεί, το τμήμα εξάτμισης του απορροφά τη θερμότητα που παράγεται από την πηγή θερμότητας (ηλεκτρικές συσκευές ημιαγωγών κ.λπ.), έτσι ώστε το υγρό στο φυτίλι να βράσει σε ατμό. Ο ατμός με θερμότητα μετακινείται από το τμήμα εξάτμισης του καλοριφέρ του σωλήνα θερμότητας στο τμήμα ψύξης του. Όταν ο ατμός μεταφέρει θερμότητα στο τμήμα ψύξης, ο ατμός συμπυκνώνεται σε υγρό. Το συμπυκνωμένο υγρό επιστρέφει στο τμήμα εξάτμισης μέσω της τριχοειδούς δράσης του φυτιλιού στο τοίχωμα του σωλήνα και επαναλαμβάνει την προαναφερθείσα διαδικασία μείωσης της κυκλοφορίας για να διαχέει συνεχώς τη θερμότητα.
