As embalagens com temperatura controlada-da cadeia de frio normalmente não são feitas de um único material, mas sim de uma combinação de diversas peças, incluindo embalagem externa, isolamento, materiais de armazenamento refrigerado e embalagem interna. A embalagem externa geralmente usa caixas de papelão ondulado, engradados de plástico, caixas de EPP ou materiais EPE para fornecer suporte estrutural básico e resistência ao impacto. A camada de isolamento usa principalmente poliuretano (PU), espuma de poliestireno (EPS), poliestireno extrudado (XPS) e materiais de isolamento EPP para prolongar o tempo em que a temperatura interna é mantida, diminuindo a transferência de calor. Para alimentos frescos, produtos farmacêuticos, vacinas e produtos biológicos com requisitos de estabilidade a altas temperaturas, materiais de isolamento de diferentes espessuras e desempenho são selecionados com base na faixa de temperatura de transporte para minimizar o impacto das mudanças de temperatura externa nos produtos internos durante o transporte.
O interior da embalagem com temperatura controlada-da cadeia de frio geralmente também inclui agentes de armazenamento refrigerado, bolsas de gelo ou materiais de mudança de fase (PCMs). Esses materiais servem principalmente para armazenar e liberar energia fria. Bolsas de gelo comuns geralmente usam água ou géis-à base de água como componente principal, adequados para transporte geral-em baixas temperaturas. Os materiais de mudança de fase, por outro lado, podem ser selecionados com diferentes temperaturas de mudança de fase, dependendo da faixa de temperatura necessária do produto. Durante o processo de mudança de fase, absorvem ou liberam calor, ajudando assim a manter uma temperatura relativamente estável dentro da embalagem. Para produtos-sensíveis à temperatura, como produtos farmacêuticos e vacinas, além de selecionar materiais adequados de isolamento e armazenamento refrigerado, o design da combinação de embalagens também é necessário com base em fatores como tempo de transporte, temperatura ambiente e carga do produto. Por meio de uma combinação razoável de materiais-de suporte de carga externos, materiais de isolamento e materiais de armazenamento refrigerado, as embalagens com temperatura controlada-da cadeia de frio podem atingir simultaneamente as funções de isolamento, preservação de calor, armazenamento refrigerado e controle de temperatura.