Lämpöputken jäähdytin koostuu suljetusta putkesta, nestemäisestä sydämestä ja höyryputkesta. Sydänlanka ympäröi suljetun putken putkiseinää ja upotetaan kylläiseen nesteeseen, joka voi haihtua. Tämä neste voi olla tislattua vettä tai ammoniakkia, metanolia tai asetonia. Ammoniakilla, metanolilla, asetonilla ja muilla nesteillä täytetyllä lämpöputkipatterilla on edelleen hyvä lämmönpoistokyky alhaisissa lämpötiloissa.
Kun lämpöputken jäähdytin on käynnissä, sen haihtumisosa imee lämmönlähteen tuottaman lämmön (tehopuolijohdelaitteet jne.), niin että sydämissä oleva neste keitetään höyryksi. Höyry lämmöllä siirtyy lämpöputken jäähdyttimen haihdutusosasta jäähdytysosaan. Kun höyry siirtää lämpöä jäähdytysosaan, höyry tiivistyy nesteeksi. Kondensoitunut neste palaa haihdutusosaan putken seinämän sydämen kapillaarivoiman kautta ja toistaa edellä mainitun kiertoprosessin lämmön jatkuvaksi haihduttamiseksi.
