能控制温度、湿度、风速、光照、气体成分等气象因子，用以培植生物的箱式装置。它比人工气候室容积小、控调精度高、耗能低。操作人员通常只在箱外进行监控。19世纪50年代初期，澳大利亚参照罗森姆斯坦农业实验站的光调节植物培养箱，结合美国帕萨迪纳人工气候室的构思，于1958年建成了以植物生长箱群体为特色的堪培拉环境调节研究室，将一些带有独立温湿度控制的植物生长箱群集中在一个大型建筑物内使用共同光源，后来以这种箱体为基本结构，不断加以完善，发展成各种类型的气候箱。

人工气候箱由下列部分组成：①小型空气调节器。主要包括制冷机、加热器、加湿器和通风机。制冷机采用半封闭或全封闭压缩机。具有噪音小、效率高、结构紧凑等优点。加热器主要采用电热管。加湿器主要利用喷雾或蒸气，降湿采用干燥剂或冷却除湿。以空气作载体，用通风机将调节好温湿度的空气送入生育区。②自动控制系统。包括传感器、小型控制器、执行机构等组成反馈式闭环调节系统。80年代以来，产品均配制了微电脑控制系统。该系统包括微电脑主体、人机对话配置、前向通道（测量器）、后向通道（执行器）四个部分。③箱体框架。人工光照气候箱主要用铝合金及保温绝热性能较好的材料（例如聚胺脂发泡塑料）制成。自然光照人工气候箱在铝合金框架上安装钢化玻璃或其他透明材料。地板用强度高的多孔钢板或侧面开孔的槽形铝合金地板构成，以便气流循环。④灯室或灯架。人工光源主要由白炽灯、水银灯、镝灯提供照明。灯管以及灯泡组装在固定的或可移动的灯架上，以顶光为主，也可加侧面补光。为消除灯具发出的大量红外辐射升温，通常要在灯架与生育区之间安装透明隔板，使灯具与生物分开，并采用通风或水冷等措施带走多余的热量。

人工气候箱的空气调节机构，通常安装在箱体的一侧。强制循环的空气在空气调节器内接受冷却、加热和温度调节，利用通风机混合均匀后送到生育区，构成气流循环，并通过可调节的新风入口补充新鲜空气。气流通过生育区的方式一般有高吸低排、低吸高排、中吸中排三种。对于矮生作物，以低吸高排为佳。通过生育区的气流，可再次进入空气调节机构，形成循环气流，或经排风出口排出。

人工气候箱所构成的环境条件应满足实验研究的特定要求。为了减少实验误差，使用中首先应加强对二氧化碳浓度、光照强度的垂直分布及光质的监测。适当调节新风量大小以维持必要的二氧化碳供给水平。选用光谱曲线接近太阳光谱的生物效应灯进行有关光合作用的实验。其次应重视实验操作。例如盆栽植物放入箱内生育区后，不要破坏原设计的气流组织与温度场，避免因植物体堆积造成的气流死角。在遇到要求强光照的实验，可在生育区侧面增加补充光源，以消除光强度因距灯室远近不同而形成的分布不匀。

根据人工气候箱使用目的不同，其性能指标也应有所差异。通用型人工气候箱的性能指标大体如下：温度精度为±1℃；相对湿度精度±7%；平均风速0.5米/秒以下；换气次数10～15次/小时；人工照度5万勒克斯（距灯光下1米处）；加湿量10升/小时。