Pengemasan yang dikontrol suhu rantai dingin-biasanya menggunakan struktur komposit berlapis-lapis, yang mencapai perlindungan suhu melalui kombinasi berbagai struktur termasuk lapisan penahan beban luar, lapisan insulasi panas tengah, lapisan penyimpanan dingin internal, dan fiksasi produk. Lapisan terluar umumnya menggunakan kotak karton bergelombang, kotak plastik, kotak berinsulasi, atau bahan pengemas lainnya dengan kekuatan yang cukup, yang terutama bertanggung jawab untuk menahan benturan, penumpukan, dan kompresi selama pengangkutan. Lapisan insulasi dipasang di dalam kemasan luar, biasanya terbuat dari bahan seperti EPS, EPP, PU, dan XPS, memperpanjang waktu insulasi dengan mengurangi laju pertukaran panas antara permukaan internal dan eksternal. Di dalam lapisan insulasi, area penempatan produk diatur, dan kantong es, bahan penyimpanan dingin, atau bahan pengubah fasa ditempatkan sesuai dengan persyaratan suhu pengangkutan. Beberapa kemasan yang suhunya dikontrol-juga menambahkan partisi atau lapisan penyangga antara produk dan bahan penyimpanan dingin untuk mencegah kontak langsung antara produk dan bahan penyimpanan dingin bersuhu rendah, sekaligus memastikan distribusi energi dingin yang lebih merata di dalam kemasan. Untuk produk rapuh seperti barang pecah belah, obat-obatan, dan produk biologi, bahan bantalan seperti EPE dan EVA dapat ditambahkan untuk penempatan produk dan perlindungan tahan guncangan.
Bergantung pada persyaratan suhu yang berbeda, pengemasan yang dikontrol suhu rantai dingin-juga dapat mengadopsi struktur zonal, sandwich, dan modular. Struktur yang dikategorikan secara rasional membagi area produk, area penyimpanan dingin, dan area insulasi, memungkinkan material dengan fungsi berbeda untuk memainkan perannya masing-masing. Struktur sandwich melibatkan pengaturan lapisan insulasi kontinu antara kemasan dalam dan luar, dan menempatkan bahan penyimpanan dingin di sekitar, di atas, dan di bawah produk untuk menciptakan lingkungan suhu internal yang relatif stabil. Untuk produk dengan waktu pengangkutan yang lama atau persyaratan suhu yang ketat, struktur isolasi multi-lapisan dapat digunakan, dikombinasikan dengan modul penyimpanan dingin di bagian atas, bawah, dan samping, untuk meningkatkan kontrol suhu secara keseluruhan. Pencatat suhu dan label suhu juga dapat ditambahkan di dalam kemasan untuk mencatat perubahan suhu selama pengangkutan. Dalam desain sebenarnya, penting untuk mempertimbangkan secara komprehensif ukuran produk, kapasitas pemuatan, suhu target, waktu transportasi, dan suhu lingkungan eksternal untuk menentukan secara rasional ketebalan lapisan isolasi, jumlah bahan penyimpanan dingin, dan penempatannya, sehingga membentuk struktur lengkap "**lapisan bantalan-beban eksternal + lapisan isolasi termal + lapisan penyimpanan dingin dan kontrol suhu + lapisan perlindungan produk**", memastikan stabilitas suhu sekaligus mempertimbangkan penyerapan guncangan, fiksasi, dan keselamatan transportasi.