按CO2培养箱的加热系统来分，CO2培养箱可分为水套式二氧化碳培养箱和气套式二氧化碳培养箱。两种加热系统均精确可靠，但是它们有着各自的优点和缺点。水套式和气套式二氧化碳培养箱可根据箱体有无入水口和排水口来区别
水套式二氧化碳培养箱的温度是通过一个独立的水套层包围内部的箱体来维持温度恒定的，通过电热丝给水套内的水加热，再通过箱内温度传感器来检测温度变化，使箱内的温度恒定在设置温度。由于水的比热容很高，水套式的优点是有助于均匀散热和避免形成冷区，以及在断电后能够比较好地减缓培养箱内温度的降低。水套式因四周环水，所以温度均匀性很好。 
气套式二氧化碳培养箱的加热是通过遍布箱体气套层内的加热器直接对内箱体进行加热的，又叫六面直接加热，采用隔热系统和表面散热元件使培养箱内温度均衡。气套式与水套式相比，具有加热快，温度的恢复比水套式培养箱迅速的特点，特别有利于短期培养以及需要箱门频繁开关的培养。箱内温度一般设定在37℃左右。此外，气套式设计比水套式更简单化，无需加水、清空和清洗。