超導熱均熱板主要由底板（蒸發區）、上蓋（冷凝區）、底板和上蓋內部的毛細結構（提供液體回流的毛細力）、底板與上蓋之間的銅柱銅環（提供冷凝區到蒸發區的液體回流）以及少量的工作液體組成。

容器內的低真空使得工質非常容易地發生沸騰現象，其工作原理是密閉容器內的工作液體吸熱后快速地變成蒸汽，由蒸汽壓力推動蒸汽流向冷凝區，利用工質的相變潛熱進行傳熱，當蒸汽遇到外部的冷凝時，釋放熱量后變成液體，由毛細結構將液體回流到蒸發區，從而進行整個換熱過程的循環復始。

超導熱均熱板的容器材質主要為無氧銅C1020，工質可以為水、甲醇和丙酮。毛細結構可以為銅粉燒結、銅絲網燒結。超導熱均熱板形狀可以為平面，也可以為三維。