因为血液在管路中流动时接触的表面积很大，很多热量在体外循环过程中丢失。虽然手术室中常规使用低温，但一般ECMO的目标是常温。所有的ECMO系统都有一个热交换器，置于氧合器前或整合于氧合器中。Medtronic生产的ECMO的热交换器是不锈钢管外包裹一个透明、中空的聚碳酸酯壳。血液在不锈钢管内流动，管外流动的37～40℃的水为血液加温。ECMO设备使用不锈钢材料是因为铝长期暴露于血液可能会锈蚀。热交换器还有第二个用途，如置于氧合器后可具有气泡俘获作用。

ECMO的加热器应能将血液加热至略高于体温，上限约为42℃以避免溶血和气泡形成。另外，其内的水流必须为低压，通常约为0.21～0.28kg/cm ²。这保证了在热交换器有破漏时，水浴的水不会进入血流。许多加热器有微处理器控制的温度感受器和调节装置。控制器可设定所需的血液温度，加热器相应地将水浴加热。与ECMO的大多数设备相同，流过热交换器的水流与血流相向而行以尽可能保持最大温度阶差。这确保了热量转移入血液中，血液从加热器回到患者体内。

虽然有诸多因素影响到热交换器的变温效能，但影响降、复温速度较为重要的是通过热交换器达到最大效率的水流量。因此，为了能迅速达到满意的温度，不仅要有一个效能良好的变温器，还要有一个能提供足够水流量的变温水箱。一般热交换器达到最大效率的满意水流量为15～20L/min。

普通变温水箱不具有自动降温、复温功能，而仅起到加温和泵水的作用。代表产品为Sarns水箱。Sarns水箱是一专用的供水系统，可将冰水、温水或非加温水以高达28L/min的流量泵至热交换器内。它有分别循环冷、热水的管道，降温有4种泵速度控制，以使患者温度逐渐改变。加热有4 个温度挡（30℃、38℃、40℃、42℃），可根据需要而选择。温度控制器在加热至42℃时能自动停泵和停止加热，超温报警灯亮，以防止血温过高给患者造成损害甚至死亡。水箱的最大水压为0.77kg/cm ²。但这种水箱仅是一个泵水和加温系统，不能制冰、制冷，因此降温时需往水箱内加冰块方可达到目的。此类水箱体积小、易转运，但变温能力有限，特别是在降温时。水温不宜太低，否则血温降低过快，ECMO患者易发生室颤或寒战。HiRTZ公司所生产的最新的HICO-HYPOTHERM680型号，其温度控制可在15～40℃，体积小但操作简单（图10-9）。

全自动变温水箱具有自动制冷、制冰、加温、温度显示及温控报警功能。此类水箱体积大，不易搬动，变温能力强。Sarns新近推出的温度控制及监护系统（TCM）则是一个多功能的供水系统。TCM可同时进行动脉血热交换，以及患者变温水毯和心脏停跳液输送系统的回圈水温度的控制。TCM除对回圈水进行极大范围内的降温和变温外，还可按所编制的程序保持温度比。其优势有：①温度选择0～42℃，内藏式制冷，淘汰了运送冰块的工作。②变温毯水温的供给与动脉血热交换器的输送是相同的，其自动化开关设备与目前各种医疗用变温毯都可通用。③心脏停跳液冷却水变数由3个速度供给，心脏冷停跳液的温度显示在主控制盘上。④连续显示/遥控微型组件可通过9个温度探头，连接显示出所需的度数；有3个探头对回圈温度进行探测，可发出极限报警；温度显示也可以提供灌注师选择6℃或10℃的变化率来复温，即6℃变化率为：复温水的温度控制在比进入的静脉血温最多高6℃；10℃变化率为：复温水的温度控制在比进入的静脉血温最多高10℃。TCM最大流速性能（1/8马力泵）：热交换器输出口21.0L/min，从零点起，最大压力480mmHg/in ²；供应变温毯的输出口2.1L/min，最大压力338mmHg/in ²；心脏停跳液供应口7.8L/min，最大压力386mmHg/in ²。StockertShiley变温水箱，与其他水箱的结构有所不同，它由基本单元（主机）和控制单元两部分组成。这样水箱就可远离体外回圈机工作。其主机特性为密闭的双水循环系统，可将水泵至热交换器和超低温毯。其泵水流量为24L/min。该单元泵出的最低水温为1.5℃，可用于心肌保护液的冷却。降温时不需冰水，其降温速度为40℃→30℃，1.5分钟；30℃→20℃，1.9分钟；20℃→10℃，2.3分钟；10℃→5℃，1.5分钟。控制单元可数位显示出3个不同的温度值，即：①预设的温度值，该数值可据需要而调节；②水温有加热或制冷状态指示；③患者体温。该控制单元还具有报警功能，当温度过高时，加热部分自动关机，制冷部分开动，通过冷热水的混合以达到所需要的温度。

总之，变温器和变温水箱的性能越好，升降温的速度越快，产品设计以此为目的。但实际临床上ECMO患者通常只会应用到升温的功能，但在中国台湾曾经有对脑伤的患者使用微降温以减少脑部损伤，得到良好的效果，因此未来ECMO患者之变温器选择可能更有弹性。