注塑机专用模温机的工作原理是由水箱、加热冷却系统、动力传输系统、液位控制系统以及温度传感器、注入口等器件组成。通常情况下，动力传输系统中的泵使热流体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；温度传感器测量热流体的温度并把数据传送到控制部分的控制器；控制器调节热流体的温度，从而间接调节模具的温度。
模具的热平衡可以被描述为：P＝Pm-Ps。式中P为模温机带走的热量；Pm为塑料引入的热量；Ps为模具散发到大气的热量。有效控制模具温度的预备条件温度控制系统由模具、模温机、导热流体三部分组成。

为了确保热量能加给模具或移走，系统各部分必须满足以下条件：
首先是在模具内部，冷却通道的表面积必须足够大，流道直径要匹配泵的能力（泵的压力）。型腔中的温度分布对零件变形和在压力有很大的影响。合理设置冷却通道可以降低内在压力，从而提高了注塑件的质量。它还可以缩短循环时间，降低产品成本。
其次是注塑机专用模温机必须能够使导热流体的温度恒定在1℃-3℃的范围内，具体根据注塑件质量要求来定。模具内部，由塑料带来的热量通过热辐射传递给材料和模具的钢材，通过对流传递给导热流体。另外，热量通过热辐射被传递到大气和模架。被导热流体吸收的热量由注塑机专用模温机来带走。
第三是导热流体必须具有良好的热传导能力，最重要的是，它要能在短时间内导入或导出大量的热量。从热力学的角度来看，水明显比油好。高温水管路用于对模具进行加热，冷冻水管路用于对模具进行冷却进而使模具中融化的树脂成型；吹气回收管路用于将模具中剩余的水回收利用。可消除注塑产品表面溶接线、溶接痕、波纹及银丝纹，彻底解决塑料产品的表面缩水现象，使产品表面光洁度达到镜面水平，产品不需要喷涂等后续加工，有效降低成本，缩短成型时间。使产品品质更加完美；在薄壁成型时，有助于提高注塑流动性，提高产品质量与强度，可使厚壁成型注塑周期降低７０％以上。不要把模温机放在靠近热源火炉的地方；接头使用有锥度的防漏和具有耐温耐压的软管或硬管；定期检查温度控制回路注塑机专用模温机，接头和模具有无泄露，功能是否正常；定期更换导热油；应当选用人工合成油，热稳定性好，结焦倾向小。