Het werkingsprincipe van een dampkamer is identiek aan dat van een warmtepijp en omvat vier hoofdfasen: geleiding, verdamping, convectie en condensatie. Een dampkamer is een twee--vloeistofapparaat dat bestaat uit een afgesloten container bekleed met een micro-gestructureerd oppervlak en gevuld met zuiver water. Warmte komt via geleiding de kamer binnen vanuit een externe hoge- temperatuurzone; water rond de warmtebron absorbeert deze warmte snel en verdampt, waardoor een aanzienlijke hoeveelheid thermische energie wordt afgevoerd. Door gebruik te maken van de latente verdampingswarmte diffundeert de damp van de hoge-drukzone (hoge-temperatuur) naar de lage-drukzone (lage-temperatuur); bij contact met de koelere binnenwanden condenseert de damp snel terug in vloeistof, waardoor de opgeslagen thermische energie vrijkomt. Het gecondenseerde water stroomt terug naar de warmtebron via capillaire werking binnen de micro-structuur, waardoor de warmteoverdrachtscyclus wordt voltooid en een twee-fasensysteem ontstaat waarin water en damp naast elkaar bestaan. Er vindt continue verdamping plaats in de kamer, waarbij de interne druk automatisch in evenwicht wordt gebracht als reactie op temperatuurschommelingen. Hoewel de thermische geleidbaarheid van water relatief laag is bij lagere bedrijfstemperaturen, varieert de viscositeit ervan met de temperatuur, waardoor de dampkamer zelfs bij 5 of 10 graden effectief kan functioneren. Omdat de vloeistofretour afhankelijk is van capillaire werking in plaats van van de zwaartekracht, wordt de dampkamer grotendeels niet beïnvloed door de oriëntatie, wat een grotere flexibiliteit in het systeemontwerp biedt en installatie onder elke hoek mogelijk maakt. Omdat er geen externe voeding nodig is en er geen bewegende delen zijn, is de dampkamer een volledig afgesloten, passief apparaat.
