恒溫恒濕試驗箱通常用相對濕度這一概念描述濕度。相對濕度的定義是指空氣中水汽分壓力與該溫度下水的飽和汽壓之比并用百分數表示。由水汽飽和壓力性質可知，水汽的飽和壓力只是溫度的函數，與水汽可處的空氣壓力無關，人們通過大量的實驗和整理尋求到了表示水汽飽和壓力與溫度之間的關系，其中已被工程和計量大量采用的應當是戈夫格列其公式。目前它被氣象部門編制濕度查算表時經常用到。
加濕的過程實際上就是提高水汽分壓力，Z初的加濕方式就是向恒溫恒濕試驗箱壁噴淋水，通過控制水溫使水表面飽和壓力得到控制。箱壁表面的水形成較大的面，在這個面上向箱內通過擴散的方式向箱內加入水汽壓使試驗箱中相對濕度升高，這一方法出現在上世紀五十年代。由于當時對濕度的控制主要是用水銀電接點式導電表進行簡單的開關量調節，對于大滯后的熱水箱水溫的控制適應性較差，因此控制的過渡過程較長，不能滿足交變濕熱對加濕量要求較多的需要，更重要地是在對箱壁噴淋的時候，不可避免地有水滴淋在試品上對試品形成不同程度的污染。
同時對恒溫恒濕試驗箱內排水也有一定的要求。這一方法很快就被蒸汽加濕和淺水盤加濕所取代。雖然它的控制過渡過程較長，但系統穩定后濕度波動較小，比較適合做恒定濕熱試驗。另外在加濕過程中水汽不過熱不會增加系統中的額外熱量。還有，當控制噴淋水溫使之低于試驗要求的要點溫度時，噴淋水具有除濕作用。
隨著濕熱試驗由恒定濕熱向交變濕熱發展，要求有較快的加濕反應能力，噴淋加濕已不能滿足要求時，蒸汽加濕和淺水盤加濕方法開始大量被采用并得到發展。水汽的飽和壓力隨著水溫的升高而升高，當水溫高至沸點時，在一個標準大氣壓力時，水汽飽和壓將超過100Kpa，這時一個特別加濕蒸汽鍋爐會噴出蒸汽，向試驗箱內加濕。這一加濕過程會很快完成。
因此在交變濕熱箱中被廣泛運用。在很多情況下蒸汽的溫度總是高于試驗工況要求的溫度，這時高濕的蒸汽和較低濕度的空氣混和后，一部份水汽會凝結成水并放出汽化熱，在箱內產生額外的熱量，有時為了平衡這一部分熱量往往要開啟壓縮機制冷。當制冷溫度控制不當時可能會使蒸發器上結霜影響制冷效果，同時由于制冷的作用會產生除濕效果，使箱內濕度下降，為維持試驗工況將增大加濕量，進一步增加箱內額外熱量。甚至會出現不斷地加濕，制冷又同時不斷地除濕的現象。
采用蒸汽加濕具有加濕快，能適應交變濕熱試驗在升溫段對要求加濕量大的需要。因此該方法被大量地采用。其主要缺點是向恒溫恒濕試驗箱內引入了過熱蒸汽，增加了箱內的熱量。在設計時要特別注意過熱蒸汽對系統帶來的影響。
采用制冷降低水溫可使濕度有所下降。由于目前的濕熱箱已和低溫箱做成了一體，為防止水盤中水對做低溫試驗時造成的不利，通常要將水排出箱外，對設備的使用增加了一定麻煩。另外當試驗箱長期不用時，水盤中容易滋生微生物影響設備的清潔。
隨著試驗要求不斷的變化，試品在試驗過程中要帶電工作并發出大量熱量，這時通常要采用壓縮機對其制冷，在制冷過程中蒸發器與空氣要進行熱質交換，試品發熱量越大，熱質交換越劇烈，試驗箱中水汽會被蒸發器除去，若采用蒸汽加濕難以實現試驗要求的高濕工況，于是為滿足試驗要求，出現了另一種過冷蒸汽加濕法。
過冷蒸汽的產生通常有超聲波法，高壓噴霧法，離心噴霧等。它們將水轉換成微米級的水霧，這種霧處于亞穩態狀態。若它獲得熱量將轉換為汽，若得不到熱量則會變成水滴，在試品發熱的情況下，霧吸收試品發出的熱量汽化，將這些熱量轉換成水的潛熱，使箱內水汽壓升高達到試驗要求的濕度。水汽的潛熱在制冷蒸發器上放出，通過這一等焓的熱質交換完成加濕，這一方法在實踐中證明十分有效，并在一些試驗箱中得到運用。
