Топлообменникът на черупката и тръбата се състои главно от черупка, сноп на тръбата, лист на тръбата и глава. Сред тях едната течност (обикновено по -студена течност) тече в страната на тръбата, а другата течност (обикновено по -гореща течност) тече в страната на черупката. Поради разликата в температурата между двете, топлината се прехвърля от високотемпературната течност към нискотемпературната течност, като по този начин се реализира топлообмен.
По -конкретно, когато горещата течност влезе в страната на черупката, топлината му се прехвърля в студената течност от страната на тръбата през стената на тръбата. Този метод на пренос на топлина е не само ефективен, но и може ефективно да контролира температурата на течността. В допълнение, топлообменникът на черупката и тръбата може да бъде проектиран и като еднократна или многопроблемна структура според действителните нужди за отговаряне на различни изисквания за обмен на топлообмен.