Следећи делови чине топлотну цев:
1. Испаривач
Предмет у топлотној цеви познат као испаривач је одговоран за апсорпцију топлоте из извора и испаравање радног флуида. Испарени радни флуид ће затим пренети топлоту од извора до кондензатора.
2. Кондензатор
Када радни флуид ослободи топлоту и поново се кондензује у течност, то чини у кондензаторском делу топлотне цеви који је у контакту са хладњаком.
3. Структура фитиља
Радни флуид се обично транспортује од хладнијег краја топлотне цеви до топлијег краја путем капиларног дејства уз помоћ структуре фитиља која облаже унутрашње зидове топлотне цеви. Синтеровани метални прах, ткана метална мрежа и порозна керамика су примери типичних материјала за фитиљ.