اصل کار یک محفظه بخار شبیه به یک لوله حرارتی است که شامل چهار مرحله اصلی است: هدایت، تبخیر، همرفت و تراکم. محفظه بخار یک دستگاه سیال دو فازی است که از یک ظرف مهر و موم شده تشکیل شده است که با یک سطح ساختاری کوچک پوشانده شده و با آب خالص پر شده است. گرما از یک ناحیه با دمای بالا{4}}خارجی از طریق رسانایی وارد محفظه می شود. آب اطراف منبع گرما به سرعت این گرما را جذب کرده و تبخیر می شود و مقدار قابل توجهی از انرژی حرارتی را با خود می برد. با استفاده از گرمای نهان تبخیر، بخار از ناحیه-فشار بالا (بال-درجه حرارت) به ناحیه پایین-فشار (کم-دما) منتشر میشود. پس از تماس با دیواره های داخلی خنک تر، بخار به سرعت به مایع تبدیل می شود و انرژی گرمایی ذخیره شده را آزاد می کند. آب تغلیظ شده از طریق عملکرد مویرگی در ساختار میکرو، چرخه انتقال حرارت را تکمیل می کند و یک سیستم دو فازی ایجاد می کند که در آن آب و بخار همزیستی دارند. تبخیر مداوم در داخل محفظه اتفاق می افتد، با فشار داخلی به طور خودکار در پاسخ به نوسانات دما متعادل می شود. اگرچه رسانایی حرارتی آب در دماهای عملیاتی پایینتر نسبتاً کم است، ویسکوزیته آن با دما تغییر میکند و به محفظه بخار اجازه میدهد حتی در 5 درجه یا 10 درجه به طور مؤثر عمل کند. از آنجایی که بازگشت مایع به جای گرانش به عملکرد مویرگی متکی است، محفظه بخار تا حد زیادی تحت تأثیر جهت قرار نمی گیرد و انعطاف پذیری بیشتری را در طراحی سیستم ارائه می دهد و امکان نصب را در هر زاویه ای فراهم می کند. محفظه بخار بدون نیاز به برق خارجی و بدون قطعات متحرک، یک دستگاه کاملاً مهر و موم شده و غیرفعال است.
