Кожухотрубний--теплообмінник складається з корпусу, пучка теплообмінних труб, трубної решетки, перегородок і трубної коробки. Оболонка зазвичай циліндрична, містить пучок труб, обидва кінці якого прикріплені до трубної решетки. Дві рідини, що обмінюються теплом, називаються рідиною зі сторони-трубки та рідиною-з боку оболонки; один тече всередині труб. Для підвищення коефіцієнта теплопередачі рідини поза трубами всередині оболонки зазвичай встановлюють кілька перегородок. Ці перегородки збільшують швидкість рідини зі сторони оболонки, змушуючи її проходити крізь пучок труб збоку кілька разів уздовж попередньо визначеного шляху, таким чином посилюючи турбулентність. Теплообмінні труби можуть бути розташовані на трубній решетці у вигляді рівностороннього трикутника або квадрата. Розташування рівностороннього трикутника є більш компактним, що призводить до більшої турбулентності та більшого коефіцієнта теплопередачі; квадратне розташування полегшує очищення зовнішньої сторони трубок і підходить для рідин, схильних до утворення накипу.
Основними контрольними параметрами кожухотрубного--теплообмінника є площа обігріву, витрата гарячої води, теплообмінна потужність і параметри теплоносія.
Один прохід рідини через трубний пучок називається одним проходом труби; один прохід через оболонку називається одним проходом оболонки. На схемі показано найпростіший одно-кожухотрубний-теплообмінник, одно-трубний-теплообмінник, який часто називають теплообмінником типу 1-1. Щоб збільшити швидкість рідини всередині труб, в трубних пучках з обох кінців можна встановити перегородки, які розділяють всі труби на кілька груп. Таким чином, рідина проходить лише через частину труб за раз, таким чином перетинаючи пучок труб кілька разів; це називається багато{10}}трубним проходом. Так само, щоб збільшити швидкість потоку поза трубами, поздовжні перегородки можуть бути встановлені всередині оболонки, змушуючи рідину проходити через простір оболонки кілька разів; це називається проходженням кількох-оболонок. Багато{13}}трубні та багатокорпусні теплообмінники можна використовувати в комбінації.