Bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống chủ yếu bao gồm vỏ, bó ống, tấm ống và đầu. Trong số đó, một chất lỏng (thường là chất lỏng lạnh hơn) chảy ở phía ống và chất lỏng khác (thường là chất lỏng nóng hơn) chảy ở phía vỏ. Do chênh lệch nhiệt độ giữa hai, nhiệt được truyền từ chất lỏng nhiệt độ cao sang chất lỏng nhiệt độ thấp, do đó nhận ra sự trao đổi nhiệt.
Cụ thể, khi chất lỏng nóng đi vào phía vỏ, nhiệt của nó được truyền vào chất lỏng lạnh ở phía ống qua thành ống. Phương pháp truyền nhiệt này không chỉ hiệu quả, mà còn có thể kiểm soát nhiệt độ của chất lỏng một cách hiệu quả. Ngoài ra, bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống cũng có thể được thiết kế dưới dạng cấu trúc đơn hoặc đa đường theo nhu cầu thực tế để đáp ứng các yêu cầu trao đổi nhiệt khác nhau.