从设备结构来看，低温沥青延伸仪主要由恒温浴槽、拉伸系统、控制系统和测量装置四部分组成。恒温浴槽是核心部件之一，采用双层保温设计，内置制冷机组和温度传感器，可控制试验温度在 0℃至 - 20℃范围内，温差波动不超过 ±0.1℃；拉伸系统由同步电机驱动的两个夹具构成，能实现匀速拉伸，拉伸速度可调节（常用 5cm/min 或 10cm/min）；控制系统配备触摸屏和微处理器，可预设温度、拉伸速度等参数，并实时显示试验数据；测量装置通过高精度位移传感器记录沥青试样断裂时的延伸长度，精度可达 0.1mm。
其工作原理基于沥青材料的低温力学特性测试需求。试验时，先将沥青试样制成 8 字形标准试件，放入恒温浴槽中在规定低温下保温一定时间（通常 1.5-2 小时），使试样充分适应试验温度；随后启动拉伸系统，两个夹具以恒定速度反向拉伸试样，直至试样断裂；设备自动记录断裂时的延伸长度，以此评估沥青在低温条件下的塑性变形能力 —— 延伸值越大，说明沥青的低温延展性越好，路面使用中越不易产生低温开裂。