מחליף החום של הקליפה והצינור מורכב בעיקר מקליפה, צרור צינור, גיליון צינור וראש. ביניהם, נוזל אחד (בדרך כלל נוזל קר יותר) זורם בצד הצינור, והשני הנוזל (בדרך כלל נוזל חם יותר) זורם בצד הקליפה. בשל הפרש הטמפרטורה בין השניים, החום מועבר מהנוזל בטמפרטורה הגבוהה לנוזל בטמפרטורה נמוכה, ובכך מממש חילופי חום.
באופן ספציפי, כאשר הנוזל החם נכנס לצד הקליפה, החום שלו מועבר לנוזל הקר בצד הצינור דרך קיר הצינור. שיטת העברת חום זו אינה רק יעילה, אלא גם יכולה לשלוט ביעילות בטמפרטורת הנוזל. בנוסף, ניתן לתכנן את מחליף החום של הקליפה והצינור גם כמבנה יחיד או רב-מעבר בהתאם לצרכים בפועל כדי לענות על דרישות חילופי חום שונות.