Höyrykammion toimintaperiaate on identtinen lämpöputken kanssa, ja siinä on neljä päävaihetta: johtuminen, haihdutus, konvektio ja kondensaatio. Höyrykammio on kaksi-vaiheinen nestelaite, joka koostuu suljetusta säiliöstä, joka on vuorattu mikro-rakenteisella pinnalla ja täytetty puhtaalla vedellä. Lämpöä tulee kammioon ulkoisesta korkean lämpötilan -vyöhykkeestä johtuen; lämmönlähdettä ympäröivä vesi imee nopeasti tämän lämmön ja höyrystyy kuljettaen pois huomattavan määrän lämpöenergiaa. Höyryn piilevää höyrystymislämpöä hyödyntäen höyry diffundoituu korkean -paineen (korkea-lämpötila) vyöhykkeestä matalan-paineen (matala-lämpötila) vyöhykkeelle; joutuessaan kosketuksiin kylmempien sisäseinien kanssa, höyry tiivistyy nopeasti takaisin nesteeksi vapauttaen varastoitunutta lämpöenergiaa. Kondensoitunut vesi virtaa takaisin lämmönlähteeseen mikro-rakenteessa kapillaaritoiminnan kautta, jolloin lämmönsiirtosykli on valmis ja muodostuu kaksivaiheinen järjestelmä, jossa vesi ja höyry esiintyvät rinnakkain. Kammiossa tapahtuu jatkuvaa höyrystymistä, ja sisäinen paine tasapainottuu automaattisesti vasteena lämpötilan vaihteluille. Vaikka veden lämmönjohtavuus on suhteellisen alhainen alhaisemmissa käyttölämpötiloissa, sen viskositeetti vaihtelee lämpötilan mukaan, jolloin höyrykammio voi toimia tehokkaasti jopa 5 asteessa tai 10 asteessa. Koska nesteen paluu perustuu kapillaaritoimintaan painovoiman sijaan, suunta ei vaikuta suurelta osin höyrykammioon, mikä tarjoaa suuremman joustavuuden järjestelmän suunnittelussa ja mahdollistaa asennuksen missä tahansa kulmassa. Höyrykammio on täysin suljettu, passiivinen laite, joka ei vaadi ulkoista virtaa eikä sisällä liikkuvia osia.
