Toplotni izmenjevalec lupine in cevi je sestavljen predvsem iz lupine, svežnja cevi, cevi in glave. Med njimi teče ena tekočina (ponavadi hladnejša tekočina) na strani cevi, druga tekočina (ponavadi vroča tekočina) pa teče na strani lupine. Zaradi temperaturne razlike med obema se toplota prenaša iz visokotemperaturne tekočine v nizkotemperaturno tekočino in s tem uresniči izmenjavo toplote.
Konkretno, ko vroča tekočina vstopi na stran lupine, se njegova toplota prenese v hladno tekočino v cevi skozi steno cevi. Ta metoda prenosa toplote ni samo učinkovita, ampak lahko učinkovito nadzoruje tudi temperaturo tekočine. Poleg tega je lahko toplotni izmenjevalec lupine in cevi zasnovan tudi kot enkratna ali večkratna struktura glede na dejanske potrebe po izpolnjevanju različnih zahtev za izmenjavo toplote.