O radiador do tubo de calor é composto por um tubo selado, um pavio líquido e um canal de vapor. O pavio circunda a parede do tubo selado e está imerso em um líquido saturado que pode volatilizar. Este líquido pode ser água destilada ou amônia, metanol ou acetona. O radiador de tubos de calor cheio de amônia, metanol, acetona e outros líquidos ainda tem uma boa capacidade de dissipação de calor a baixas temperaturas.
Quando o radiador do tubo de calor está funcionando, sua seção de evaporação absorve o calor gerado pela fonte de calor (dispositivos semicondutores de energia, etc.), de modo que o líquido no pavio seja fervido em vapor. O vapor com calor se move da seção de evaporação do radiador do tubo de calor para sua seção de resfriamento. Quando o vapor transfere calor para a seção de resfriamento, o vapor se condensa em líquido. O líquido condensado retorna à seção de evaporação através da ação capilar do pavio na parede do tubo, e repete o processo de circulação acima mencionado para dissipar continuamente o calor.
