Радіатор теплової труби складається з герметичної труби, гнітової конструкції та парового каналу. Гніт вистилає внутрішню стінку герметичної трубки й насичений леткою рідиною-, такою як дистильована вода, аміак, метанол або ацетон. Радіатори, заряджені такими рідинами, як аміак, метанол або ацетон, зберігають чудову здатність розсіювати тепло навіть за низьких температур.
Під час роботи секція випарника радіатора поглинає тепло, яке генерує джерело тепла (наприклад, силовий напівпровідниковий пристрій), змушуючи рідину в гніті кипіти та перетворюватися на пару. Ця нагріта пара рухається від секції випарника до секції конденсатора; при передачі свого тепла в секцію конденсатора пара конденсується назад у рідину. Потім конденсована рідина повертається до секції випарника через капілярну дію в гноті, і цей цикл безперервно повторюється для розсіювання тепла.
