Külmahela temperatuuriga-kontrollitud pakend kasutab tavaliselt mitmekihilist komposiitstruktuuri, mis saavutab temperatuurikaitse erinevate struktuuride kombinatsiooni kaudu, sealhulgas välimine-kandekiht, keskmine soojusisolatsioonikiht, sisemine külmhoonekiht ja tootekinnitus. Kõige välimises kihis kasutatakse üldiselt lainepapist kaste, plastkarpe, isoleeritud kaste või muid piisava tugevusega pakkematerjale, mis vastutavad peamiselt kokkupõrgete, virnastamise ja kokkusurumise eest transpordi ajal. Välispakendi sisse on paigaldatud isolatsioonikiht, mis on tavaliselt valmistatud sellistest materjalidest nagu EPS, EPP, PU ja XPS, mis pikendab isolatsiooniaega, vähendades sise- ja välispindade vahelist soojusvahetust. Isolatsioonikihi sisse seatakse tootepaigutuse ala ning vastavalt transporditemperatuuri nõuetele paigutatakse jääkotid, külmhoiuained või faasimuutusmaterjalid. Teatud temperatuuriga -kontrollitud pakendid lisavad toote ja külmsäilitusmaterjali vahele vaheseinad või puhverkihid, et vältida otsest kokkupuudet toote ja madalatemperatuurilise-külmhoiuaine vahel, tagades samal ajal külmaenergia ühtlasema jaotumise pakendis. Õrnadele toodetele, nagu klaasnõud, ravimid ja bioloogilised tooted, võib toote paigutamiseks ja põrutuskindlaks kaitseks lisada pehmendusmaterjale, nagu EPE ja EVA.
Olenevalt erinevatest temperatuurinõuetest võivad külmaahela temperatuuriga{0}}kontrollitud pakendid kasutada ka tsoonilisi, kiht- ja moodulstruktuure. Tsoneeritud struktuur jagab ratsionaalselt tooteala, külmhoone ja isolatsiooniala, võimaldades erinevate funktsioonidega materjalidel oma rolli täita. Sandwich-struktuur hõlmab pideva isolatsioonikihi paigaldamist sise- ja välispakendi vahele ning külmhoonematerjalide paigutamist toote ümber või peale ja alla, et luua suhteliselt stabiilne sisetemperatuur. Pika transpordiaja või rangete temperatuurinõuetega toodete puhul saab üldise temperatuurikontrolli parandamiseks kasutada mitmekihilist isolatsioonistruktuuri, mis on kombineeritud külmhoonemoodulitega üla-, ala- ja külgedel. Pakendisse saab lisada ka temperatuuriregistraatoreid ja temperatuurisilte, et registreerida temperatuurimuutusi transpordi ajal. Tegeliku projekteerimise juures on vaja igakülgselt arvestada toote suurust, kandevõimet, sihttemperatuuri, transpordiaega ja väliskeskkonna temperatuuri, et ratsionaalselt määrata isolatsioonikihi paksus, külmhoonematerjalide kogus ja nende paigutus, moodustades nii tervikliku struktuuri "**väliskoormust-kandev kiht + soojusisolatsioonikiht + külmhoone ja temperatuuri reguleeriv kiht + toote kaitsekiht**", võttes arvesse temperatuuri stabiilsust, ab või transpordikindlust.