HS-DR-5導熱系數測試儀的核心部件就是超薄膜式探頭，探頭的材料是由刻蝕后的電熱金屬鎳絲，其結構是由多圈雙螺旋構成，同時做為加熱和傳感器，探頭用聚酰亞胺薄膜封裝，一方面可以防止電熱鎳絲被腐蝕，另一方面可以防壓保護探頭不會變形。在實驗時，探頭被緊密夾在二塊被測樣品之間，測量電路是由探頭和標準電阻串聯，給該電路提供恒定電壓，使探頭產生熱量，溫度升高引起探頭的電阻變化，根據探頭電阻的變化可以精確求出其近表面的溫升曲線，再依據溫升曲線對傳熱模型進行擬合，就可求出材料的導熱系數和熱擴散系數。