模温控制系统的工作原理为，泵浦驱动传热介质从装有内置加热器和冷却器的水箱中到达模具，再从模具回到水箱。控制器根据温度传感器测量的热流体温度，调节热流体的温度从而调节模具的温度。
　　
　　根据使用的传热介质的类型，模温机为水式模温机、加压水模温机或油式模温机。模温机的种类是根据使用的导热流体来划分的。用运水式模温机通常zui大出口温度95℃。用运油式模温机用于工作温度≥150℃的场合。通常情况下，带有开口水箱加热的模温机适于用水温机或油温机，zui大出口温度为90℃至150℃，这种模温机的主要特点是设计简单，价格经济。
　　
　　在这种机器的基础上又衍生了一种使用高温水温机，其可允许的出口温度为160℃或更高，由于在温度高于90℃的时候，水的热传导性比同温度下的油好很多，因此这种机器有着突出的高温工作能力。除次之外，还有一种强制流动的模温机，出于安全因素，这种模温机设计工作温度为150℃以上，使用导热油。为了防止模温机加热器里的油过热，该机使用了强制流动泵送系统，且加热器由一定数量的的管子堆叠组成，管子里有装有翅片的加热元件用于导流。