Um trocador de calor de casco-e{1}}tubo consiste em um casco, feixe de tubos de transferência de calor, placa de tubo, defletores e caixa de tubo. O invólucro é geralmente cilíndrico, contendo o feixe de tubos, com ambas as extremidades fixadas na lâmina do tubo. Os dois fluidos que trocam calor são chamados de fluido do lado do tubo-e fluido do lado do invólucro-; um flui dentro dos tubos. Para melhorar o coeficiente de transferência de calor do fluido fora dos tubos, geralmente são instalados vários defletores dentro do casco. Esses defletores aumentam a velocidade do fluido lateral do casco, forçando-o a passar através do feixe de tubos lateralmente diversas vezes ao longo de um caminho predeterminado, aumentando assim a turbulência. Os tubos de troca de calor podem ser dispostos em um triângulo equilátero ou em um quadrado na placa do tubo. Um arranjo de triângulo equilátero é mais compacto, resultando em maior turbulência e maior coeficiente de transferência de calor; um arranjo quadrado facilita a limpeza da parte externa dos tubos e é adequado para fluidos propensos a incrustações.
Os principais parâmetros de controle de um trocador de calor-e{1}}tubo são área de aquecimento, vazão de água quente, capacidade de troca de calor e parâmetros do meio de aquecimento.
Uma passagem do fluido através do feixe de tubos é chamada de passagem de tubo; uma passagem pelo shell é chamada de passagem pelo shell. O diagrama mostra o trocador de calor de passagem única-concha-mais simples, de passagem-tubo-único, geralmente abreviado como trocador de calor do tipo 1-1. Para aumentar a velocidade do fluido dentro dos tubos, podem ser instalados defletores nos feixes de tubos em ambas as extremidades, dividindo todos os tubos em vários grupos. Desta forma, o fluido passa apenas através de uma porção dos tubos de cada vez, atravessando assim o feixe de tubos múltiplas vezes; isso é chamado de passagem de-tubos múltiplos. Da mesma forma, para aumentar a velocidade do fluxo fora dos tubos, defletores longitudinais podem ser instalados dentro do casco, forçando o fluido a passar várias vezes pelo espaço do casco; isso é chamado de passagem multi-shell. Trocadores de calor com passagem multitubo e passagem multicasca podem ser usados em combinação.