Varmerørsradiatoren består av et forseglet rør, en flytende veke og en dampkanal. Veken omgir rørveggen til det forseglede røret og er nedsenket i en mettet væske som kan volatilisere. Denne væsken kan destilleres vann eller ammoniakk, metanol eller aceton. Varmerørsradiatoren fylt med ammoniakk, metanol, aceton og andre væsker har fortsatt en god varmespredningskapasitet ved lave temperaturer.
Når varmerørsradiatoren kjører, absorberer fordampningsdelen varmen som genereres av varmekilden (kraft halvlederenheter, etc.), slik at væsken i veken kokes i damp. Dampen med varme beveger seg fra fordampningsdelen av varmerørsradiatoren til kjøledelen. Når dampen overfører varme til kjøledelen, kondenserer dampen til væske. Den kondenserte væsken går tilbake til fordampningsdelen gjennom vekens kapillære virkning på rørveggen, og gjentar den ovennevnte sirkulasjonsprosessen for å kontinuerlig spre varme.
