高溫水式模溫機控制系統的工作原理為，泵浦驅動傳熱介質(通常為水或油)從裝有內置加熱器和冷卻器的水箱中到達模具，再從模具回到水箱。控制器根據溫度傳感器測量的熱流體溫度，或/和模具內部溫度，調節熱流體的溫度從而調節模具的溫度。

根據使用的傳熱介質的類型，模溫機為水式模溫機、加壓水模溫機或油式模溫機。

一般水式高溫水式模溫機控制溫度范圍較低，油式模溫機控制溫度范圍較高。水式模溫機的工作溫度為120℃，加壓水式模溫機的工作溫度為160℃~180℃，油式模溫機用于工作溫度≥150℃的場合，高溫型溫度到350℃，超高溫型溫度≥350℃.

就傳熱介質本身而言，以水作傳熱介質經濟環保，即使發生泄漏，也可直接排放，不會污染環境，但水容易使水箱、流道腐蝕和結垢，所以除需做防腐蝕劑預處理外，在使用中還要定期除銹。以導熱油作傳熱介質，導熱系數只有水的1/3，成本相對較高，容易結焦。