Radiator z rurką cieplną składa się z uszczelnionej rurki, struktury knota i kanału parowego. Knot wyściela wewnętrzną ściankę uszczelnionej rurki i jest nasycony lotną cieczą,-taką jak woda destylowana, amoniak, metanol lub aceton. Radiatory wypełnione płynami takimi jak amoniak, metanol lub aceton zapewniają doskonałe właściwości odprowadzania ciepła nawet w niskich temperaturach.
Podczas pracy sekcja parownika radiatora pochłania ciepło generowane przez źródło ciepła (takie jak urządzenie półprzewodnikowe mocy), powodując wrzenie cieczy w knotu i zamienianie jej w parę. Ta ogrzana para przemieszcza się z sekcji parownika do sekcji skraplacza; po przekazaniu ciepła do sekcji skraplacza para skrapla się z powrotem w ciecz. Skroplona ciecz następnie powraca do sekcji parownika poprzez działanie kapilarne w knotu, a cykl ten powtarza się w sposób ciągły w celu rozproszenia ciepła.
