Shell- og rørvarmeveksleren er hovedsageligt sammensat af skal, rørbundt, rørplade og hoved. Blandt dem strømmer den ene væske (normalt en koldere væske) i rørsiden, og den anden væske (normalt en varmere væske) strømmer i skallen. På grund af temperaturforskellen mellem de to overføres varme fra høj temperaturvæske til lavtemperaturvæsken og derved realiserer varmeudveksling.
Specifikt, når den varme væske kommer ind i skallen, overføres dens varme til den kolde væske i rørsiden gennem rørvæggen. Denne varmeoverførselsmetode er ikke kun effektiv, men kan også effektivt kontrollere væskens temperatur. Derudover kan shell- og rørvarmeveksleren også designes som en enkeltpas eller multi-pass struktur i henhold til faktiske behov for at imødekomme forskellige varmeudvekslingskrav.