Sama seperti penukar haba cangkerang dan tiub tradisional, penukar haba tiub-U juga mengikuti prinsip pertukaran haba tidak langsung: Dua bendalir pada suhu yang berbeza mengalir di bahagian tiub (di dalam tiub-U) dan bahagian cangkerang (di dalam cangkerang di luar tiub-U). Haba dipindahkan dari bendalir suhu tinggi ke bendalir suhu rendah melalui dinding tiub berbentuk U, mencapai objektif proses seperti pemanasan, penyejukan, pemeluwapan atau penyejatan.