恒温水槽的类型丰富多样，从不同的维度有着多种分类方式 。
按照控温范围，可分为普通恒温水槽、低温恒温槽和超低温恒温槽。普通恒温水槽的温度一般在室温以上，能够满足一些对温度要求相对常规的实验，如常见的物质溶解实验，将水温控制在略高于室温的范围，以加快溶解速度 。低温恒温槽的控温范围一般在 - 20 - 100℃，在材料的低温性能测试实验中，它可以提供稳定的低温环境，研究材料在低温下的力学性能、电学性能等变化 。超低温恒温槽的温控范围一般在 - 40 - 100℃，技术含量较高，应用范围也很广泛，比如在生物样本的超低温保存研究中，需要将温度精确控制在较低的水平，以保证生物样本的活性和完整性 。
从容积角度划分，有小型的恒温槽、中型恒温槽和大型恒温槽。小型恒温槽体积小巧，占用空间少，适合一些微量实验或者对实验场地空间有限的情况，如高校实验室中开展的一些小型化学合成实验 。中型恒温槽的容积适中，能够满足大部分常规实验的需求，在企业的产品质量检测实验室中，用于对各种样品进行恒温处理 。大型恒温槽则具有较大的容积，常用于大规模的工业生产实验或者对大量样品进行同时处理的科研项目，像制药企业在研发新药时，需要对大量的药物制剂进行恒温稳定性测试 。
恒温槽的循环方式可分为外循环、内循环以及内外兼具的循环方式。内循环是指水槽内的液体在自身内部进行循环流动，这种方式能够使水槽内的温度更加均匀，适合在水槽内部直接进行的实验，如一些简单的化学反应实验 。外循环则是通过连接外部设备，将水槽内的恒温液体输送到外部设备中，为其提供恒温环境，例如在一些需要对仪器设备进行恒温冷却的实验中，外循环恒温水槽就可以发挥作用 。内外兼具的循环方式则综合了两者的优点，既可以保证水槽内部温度的均匀性，又能为外部设备提供恒温支持，在一些复杂的科研实验中，同时需要对内部样品和外部仪器进行恒温控制时，这种循环方式就显得尤为重要 。
按照样式来分，有立式和卧式两种。立式恒温水槽通常高度较高，占地面积相对较小，适合放置在空间较为狭窄的实验台上，而且在一些需要观察水槽内部实验现象的实验中，立式的设计更便于观察 。卧式恒温水槽则较为扁平，横向空间较大，适合放置体积较大的实验器具，或者需要同时进行多个样品实验的情况，其内部空间布局更有利于样品的摆放和操作 。
根据控温精度，可分为一般恒温槽和超精度恒温槽。一般恒温槽的控温精度如 ±0.1℃、±0.3℃等，能够满足大部分对温度精度要求不是特别严苛的实验，像基础的物理实验中测量物质的热膨胀系数，对温度精度要求相对不高，一般恒温槽即可胜任 。超精度恒温槽的控温精度可达 ±0.002 - 0.005℃、±0.005 - 0.01℃等，具有较为精细的温度波动控制能力，将因温度波动给试验带来的环境因素几乎减少为零 ，在一些对温度精度要求较高的科研领域，如量子物理实验研究中某些量子态与温度的关系，超精度恒温槽就成为了关键设备 。