Μια ψύκτρα σωλήνα θερμότητας αποτελείται από έναν σφραγισμένο σωλήνα, μια δομή φυτιλιού και ένα κανάλι ατμού. Το φυτίλι καλύπτει το εσωτερικό τοίχωμα του σφραγισμένου σωλήνα και είναι κορεσμένο με ένα πτητικό υγρό-όπως απεσταγμένο νερό, αμμωνία, μεθανόλη ή ακετόνη. Οι ψύκτρες θερμότητας φορτισμένες με υγρά όπως αμμωνία, μεθανόλη ή ακετόνη διατηρούν εξαιρετικές δυνατότητες απαγωγής θερμότητας ακόμη και σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Κατά τη λειτουργία, το τμήμα του εξατμιστή της ψύκτρας απορροφά τη θερμότητα που παράγεται από μια πηγή θερμότητας (όπως μια συσκευή ημιαγωγού ισχύος), με αποτέλεσμα το υγρό μέσα στο φυτίλι να βράσει και να μετατραπεί σε ατμό. Αυτός ο θερμαινόμενος ατμός ταξιδεύει από το τμήμα του εξατμιστή στο τμήμα του συμπυκνωτή. Όταν μεταφέρει τη θερμότητά του στο τμήμα του συμπυκνωτή, ο ατμός συμπυκνώνεται ξανά σε υγρό. Το συμπυκνωμένο υγρό στη συνέχεια επιστρέφει στο τμήμα του εξατμιστή μέσω τριχοειδούς δράσης μέσα στο φυτίλι, και αυτός ο κύκλος επαναλαμβάνεται συνεχώς για να διαχέει τη θερμότητα.
