保溫層的主要作用是阻礙熱量的傳遞，其原理基于熱傳導、熱對流和熱輻射的物理特性。在復合式鹽霧試驗箱中，當內部加熱或制冷系統工作以維持設定溫度時，若沒有良好的保溫措施，熱量會通過箱體壁面向外散失（加熱狀態下）或外界熱量會傳入箱體內部（制冷狀態下）。而保溫層中的隔熱材料，如聚氨酯發泡材料、玻璃纖維等，具有極低的熱導率，能夠有效降低熱傳導速率。同時，合理設計的保溫層結構可以減少空氣在其中的對流，進一步阻止熱量的傳遞。此外，部分保溫材料還能反射熱輻射，減少因輻射造成的熱量損失。

保溫層厚度不足時，熱量更容易穿透箱體壁面。例如，在進行高溫鹽霧試驗時，試驗箱內部需維持較高溫度，若保溫層較薄，大量熱量會快速向外界散失。為了保持箱內溫度恒定，加熱系統就需要更頻繁、更持久地工作，消耗更多電能。研究數據表明，當保溫層厚度從標準的 30mm 減少至 20mm 時，在持續 24 小時、溫度設定為 50℃的試驗中，加熱系統的工作時長可能會增加 30% - 40%，相應的能耗顯著上升。相反，適當增加保溫層厚度，可有效降低熱量散失速度。當厚度從 30mm 增加到 40mm 時，同樣條件下加熱系統的工作頻率可降低約 20% - 30%，從而實現明顯的節能效果。