Bir kabuk-ve-borulu ısı eşanjörü bir kabuk, ısı transfer borusu demeti, boru levhası, saptırma plakaları ve boru kutusundan oluşur. Kabuk genellikle silindiriktir, tüp demetini içerir ve her iki ucu da tüp tabakasına sabitlenir. Isı alışverişi yapan iki akışkana tüp-tarafı akışkanı ve kabuk-tarafı akışkanı denir; biri tüplerin içine akar. Boruların dışındaki akışkanın ısı transfer katsayısını iyileştirmek için genellikle kabuğun içine birkaç saptırma plakası yerleştirilir. Bu saptırma plakaları, kabuk tarafındaki sıvının hızını artırarak, onu önceden belirlenmiş bir yol boyunca tüp demetinden yanal olarak birçok kez geçmeye zorlayarak türbülansı artırır. Isı değişim boruları, boru levhası üzerinde eşkenar üçgen veya kare şeklinde düzenlenebilir. Eşkenar üçgen düzenlemesi daha kompakttır, bu da daha yüksek türbülansa ve daha büyük bir ısı transfer katsayısına neden olur; Kare düzenleme, tüplerin dış kısmının temizlenmesini kolaylaştırır ve kireçlenmeye eğilimli sıvılar için uygundur.
Bir kabuk-ve-borulu ısı eşanjörünün ana kontrol parametreleri ısıtma alanı, sıcak su akış hızı, ısı değişim kapasitesi ve ısı ortamı parametreleridir.
Sıvının tüp demetinden bir geçişine bir tüp geçişi denir; kabuktan bir geçişe bir kabuk geçişi denir. Diyagram, en basit tek-kabuk-geçişli, tek-borulu-geçişli ısı değiştiriciyi gösterir; genellikle 1-1 tipi ısı değiştirici olarak kısaltılır. Boruların içindeki sıvının hızını arttırmak için, boru demetlerinin her iki ucuna saptırma plakaları yerleştirilebilir ve tüm borular birkaç gruba ayrılabilir. Bu şekilde, sıvı aynı anda tüplerin yalnızca bir kısmından geçer, dolayısıyla tüp demetini birden çok kez geçer; buna çoklu-tüp geçişi denir. Benzer şekilde, tüplerin dışındaki akış hızını arttırmak için, kabuğun içine uzunlamasına saptırma plakaları yerleştirilebilir, böylece akışkanın kabuk alanından birçok kez geçmesi zorlanır; buna çoklu-kabuk geçişi denir. Çok-boru geçişli ve çok kabuk geçişli ısı eşanjörleri kombinasyon halinde kullanılabilir.