水套式二氧化碳培养箱(Water Jacketed CO₂ Incubator)通常由内胆、外壳和水套层三部分组成。外壳与内胆之间填充循环水套,水套通过加热元件与循环水泵共同作用,实现箱内温度的均匀分布。与风循环式培养箱不同,水套系统以水的热容量大、热传导性好为优点,可以减少风扇搅动带来的气流涌动、温度梯度与CO₂浓度波动,从而为细胞或组织培养提供更加稳定的物理环境。
在箱体后侧或内部底部,设有水泵与加热系统,将循环水持续加热并均匀送入水套夹套。内胆通常选用镜面不锈钢材料,具有较低的微生物吸附率且易于清洁。顶部或侧壁装配CO₂传感器与PID(比例-积分-微分)控制器,用于实时检测与调节CO₂浓度。此外,多数型号带有湿度控制模块或简易的水盘,以维持箱内相对湿度(RH)在一定范围,防止培养容器渗漏或细胞脱水。