Ένας εναλλάκτης θερμότητας-και-σωλήνας αποτελείται από ένα κέλυφος, δέσμη σωλήνα μεταφοράς θερμότητας, φύλλο σωλήνα, διαφράγματα και κουτί σωλήνα. Το κέλυφος είναι συνήθως κυλινδρικό, που περιέχει τη δέσμη του σωλήνα, με τα δύο άκρα στερεωμένα στο φύλλο σωλήνα. Τα δύο ρευστά που ανταλλάσσουν θερμότητα ονομάζονται υγρό σωλήνα-πλευρικό υγρό και ρευστό κελύφους-. ένα ρέει μέσα στους σωλήνες. Για να βελτιωθεί ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας του ρευστού έξω από τους σωλήνες, συνήθως τοποθετούνται πολλά διαφράγματα μέσα στο κέλυφος. Αυτά τα διαφράγματα αυξάνουν την ταχύτητα του πλευρικού ρευστού του κελύφους, αναγκάζοντάς το να περάσει μέσα από τη δέσμη σωλήνων πλευρικά πολλές φορές κατά μήκος μιας προκαθορισμένης διαδρομής, ενισχύοντας έτσι τους στροβιλισμούς. Οι σωλήνες ανταλλαγής θερμότητας μπορούν να τοποθετηθούν σε ισόπλευρο τρίγωνο ή τετράγωνο στο φύλλο σωλήνα. Μια ισόπλευρη τριγωνική διάταξη είναι πιο συμπαγής, με αποτέλεσμα υψηλότερους στροβιλισμούς και μεγαλύτερο συντελεστή μεταφοράς θερμότητας. μια τετράγωνη διάταξη διευκολύνει τον καθαρισμό του εξωτερικού των σωλήνων και είναι κατάλληλη για υγρά επιρρεπή σε απολέπιση.
Οι κύριες παράμετροι ελέγχου ενός εναλλάκτη θερμότητας-και-σωλήνα είναι η περιοχή θέρμανσης, ο ρυθμός ροής ζεστού νερού, η ικανότητα ανταλλαγής θερμότητας και οι παράμετροι του θερμικού μέσου.
Ένα πέρασμα του ρευστού μέσω της δέσμης σωλήνα ονομάζεται ένα πέρασμα σωλήνα. ένα πέρασμα μέσα από το κέλυφος ονομάζεται ένα πέρασμα κελύφους. Το διάγραμμα δείχνει τον απλούστερο-εναλλάκτη θερμότητας-εναλλάκτη-μονό-σωλήνα-μεμονωμένου κελύφους, που συχνά συντομεύεται ως εναλλάκτης θερμότητας τύπου 1-1. Για να αυξηθεί η ταχύτητα του ρευστού μέσα στους σωλήνες, μπορούν να τοποθετηθούν διαφράγματα στις δέσμες σωλήνων και στα δύο άκρα, χωρίζοντας όλους τους σωλήνες σε διάφορες ομάδες. Με αυτόν τον τρόπο, το υγρό διέρχεται μόνο από ένα τμήμα των σωλήνων κάθε φορά, διασχίζοντας έτσι τη δέσμη σωλήνων πολλές φορές. αυτό ονομάζεται πάσο πολλαπλών{10}}σωλήνων. Ομοίως, για να αυξηθεί η ταχύτητα ροής έξω από τους σωλήνες, μπορούν να εγκατασταθούν διαμήκεις διαφράγματα μέσα στο κέλυφος, αναγκάζοντας το ρευστό να περάσει από το χώρο του κελύφους πολλές φορές. αυτό ονομάζεται πάσο πολλαπλών-κελύφους. Οι εναλλάκτες θερμότητας πολλαπλών-σωλήνων διέλευσης και πολλαπλών κελυφών μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό.