Tepelnú trubicu tvoria tieto časti:
1. Výparník
Položka v tepelnej trubici známej ako výparník je zodpovedná za absorbovanie tepla zo zdroja a odparovanie pracovnej tekutiny. Odparená pracovná tekutina potom prenesie teplo zo zdroja do kondenzátora.
2. Kondenzátor
Keď pracovná tekutina uvoľňuje teplo a kondenzuje späť na kvapalinu, deje sa tak v časti kondenzátora tepelnej trubice, ktorá je v kontakte s chladičom.
3. Štruktúra knôtu
Pracovná tekutina je typicky transportovaná z chladnejšieho konca tepelnej trubice do teplejšieho konca kapilárnym pôsobením pomocou štruktúry knôtu, ktorá lemuje vnútorné steny tepelnej trubice. Spekané kovové prášky, tkané kovové pletivo a porézna keramika sú príkladmi typických materiálov knôtu.