Følgende dele udgør et varmerør:
1. Fordamper
Genstanden i et varmerør kendt som fordamperen er ansvarlig for at absorbere varme fra kilden og fordampe arbejdsvæsken. Den fordampede arbejdsvæske vil derefter overføre varme fra kilden til kondensatoren.
2. Kondensator
Når arbejdsvæsken afgiver varme og kondenserer tilbage til en væske, sker det i kondensatordelen af varmerøret, som er i kontakt med kølepladen.
3. Vægestruktur
Arbejdsfluidet transporteres typisk fra den køligere ende af varmerøret til den varmere ende via kapillarvirkning ved hjælp af vægestrukturen, der beklæder varmerørets indvendige vægge. Sintret metalpulver, vævet metalnet og porøs keramik er eksempler på typiske vægematerialer.