熱濕處理設備通常使用冷熱媒介質與空氣進行熱濕交換。根據介質與空氣熱濕交換的方式，熱濕處理設備可分為兩大類：表面式熱濕交換設備和接觸式熱濕交換設備。
1、表面式熱濕交換設備
表面式熱濕交換設備的工作介質與被處理空氣不直接接觸，兩者之間的熱交換是通過分隔表面進行的。由于分隔表面的存在，介質與空氣之間只能進行熱量傳遞，工程中也簡稱為表面式轉換器。在對空氣冷卻時，冷媒介質的溫度較低，使分隔表面的溫度低于空氣的露點溫度，則空氣中的水蒸氣會凝結成水，從而同時實現對空氣的減濕處理，但凝結水并沒有被工作介質吸收；在對空氣進行加熱時，只能傳遞顯熱，需要采用其他輔助手段來實現對空氣濕度的調節。
表面式換熱器的選擇通常有兩種方法：一種是將要求處理的風量、處理前后的空氣狀態點、工作介質種類及溫度壓力參數、尺寸大小等技術要求和參數提供給產品供應商，由供應商根據選型軟件選定具體型號；另一種是由設計人員根據產品技術資料自行選擇。
表面式轉換器結構簡單、占用空間小；通常采用閉式系統，即工作介質封閉于循環系統內，與被處理空氣及室外空氣不接觸，介質不易被污染和損耗，維護管理工作比較簡單；適用介質種類較多，所以獲得廣泛的使用。表面式換熱器的缺點是能夠實現的空氣處理過程比較少，熱濕交換效率略低于接觸式，且容易積灰、滋生細菌，影響熱換效果。
2、接觸式熱濕交換設備
接觸式熱濕交換設備的工作原理是工作介質與被處理空氣直接接觸進行熱濕交換。所用工作介質通常就是水。空氣與水直接接觸時，根據水溫的不同，可以實現多種熱濕交換過程。為了提高空氣與水的熱濕交換頻率，通常采用向空氣中噴水的方法來增加水與空氣的接觸面積和接觸強度，這樣的設備稱為噴淋室或噴水室。噴淋室與表面式換熱器相比要復雜得多。噴淋室的優點是可以實現的熱濕交換過程多，頻率也比較高；同時具有一定的凈化空氣能力；金屬耗量較少等。但由于采用了開式水系統，對水系統的維護要求高，工作量大；水池及濕表面的存在還造成微生物滋生的隱患，所以除了在一些工藝性空調中有應用外，舒適性空調中已很少應用。
3、其他熱濕處理設備
上述兩類設備是空調系統中用以對空氣進行熱濕處理的主要設備，除此之外，還可采用其他對空氣的溫濕度進行調節的設備。
（1）電加熱器
電加熱器是用電流通過電阻元件產生的熱量來加熱空氣的設備。具有結構緊湊、安裝調節控制方便、控制精度好等優點，但將高品位能源轉換成為熱能是不符合能量梯級利用和節能原則的，所以應主要用于溫控要求高的系統的末級調溫。但在實際工程和產品中應用得并不少，如用電低谷時段采用電加熱的蓄熱裝置、熱泵型機組冬季的輔助熱源、電熱型地暖系統、暖風機等。
（2）加濕設備
由于表面式換熱器不具備對空氣加濕的功能，所以采用表面式換熱器的空氣處理設備如果應用于溫濕度控制要求高的場合，需要另外配置空氣加濕設備。不同形式的空氣加濕設備可以組裝到空調箱中、送風管道中，也可以在需要加濕的房間內直接使用。
空氣加濕設備的工作原理有多種，加濕過程在焓濕圖上的表示也不同，總體上可以分為三種：
①蒸汽加濕
用不同方法產生水蒸氣，將水蒸氣加入到空氣中。例如干蒸汽加濕器、間接式蒸汽加濕器、電極式或電熱式加濕器、紅外線加濕器等。所有蒸汽加濕過程在焓濕圖上均可近似表示為等溫等濕過程。
②噴霧加濕
用不用方法將細小液滴加入到空氣中，使其在空氣中蒸發，例如超聲波加濕器、高壓噴霧加濕器、離心式加濕器等。
③蒸發加濕。讓空氣通過濕表面，水在空氣中蒸發為水蒸汽，例如面板加濕器、濕膜加濕器等。在焓濕圖上同樣可近似表示為等焓加濕過程。
（3）減濕設備
表面式換熱器及噴淋室可以實現空氣減濕過程，其工作原理主要是冷凍減濕。空氣與低于其露點溫度的表面或液體接觸，使水蒸汽凝結而降低了空氣的含濕量。減濕過程穩定、連續、可靠，但通常需要啟動制冷設備，所以系統比較復雜，運行費用較高，并且在只需減濕的場合往往使空氣溫度過低而需要再熱，造成能量浪費。運用冷凍減濕工作原理的除濕機包含一個制冷系統，空氣先經過蒸發器冷凍減濕，再經過冷凝器等濕加熱，減濕能力大，使用靈活，可以在空調室內單獨使用。