二氧化碳培养箱的工作原理主要是通过维持恒定的温度和湿度，模拟母胎的环境，供种子细胞、微生物、遗传物质等样本生长繁殖之用。它是一种特殊类型的气体培养箱，主要监测与控制温度，同时兼顾调控湿度。它的工作原理通常有二种，基于恒温恒湿机内部大空间的密封环境，以内循环热湿交换为主：一则空气经冷却降温除湿后，空气经送风机重新分布，再加热加湿，然后空气再次与被测样本接触。其二则使用干湿两个子箱循环工作，测试结束后状态回归至初始状态。此过程一般会由温湿度传感器作为该循环的控制中心。
性能特点方面：
1. 二氧化碳培养箱一般具有自动控制功能，可以维持箱内稳定的温度和湿度环境，提供合适的氧气和二氧化碳环境，并可远程监控。
2. 箱内的微生物细胞能够在这种环境下正常生长繁衍，并观察其变化过程。这使得二氧化碳培养箱成为实验室中不可少的一部分。
3. 其性能特点还包括安全保护功能和故障提示功能等，这些都是保证设备正常运行的重要特点。
总的来说，二氧化碳培养箱是一种特殊类型的气体培养箱，广泛应用于种子细胞、微生物、遗传物质等生长繁殖实验中。
