Zur Durchführung der hygrothermischen Simulation wird zunächst ein Modell erstellt oder auch mehrere Varianten. Das Modell enthält den Aufbau der Konstruktion, die aus mehreren Schichten / Materialien bestehen kann. Für die Berechnung werden zahlreiche Materialparameter hinterlegt. Weiterhin werden die klimatischen Randbedingungen am Standort des Gebäudes in das Modell übernommen. Diese umfassen z. B. den Temperatur- und Luftfeuchteverlauf über ein Jahr, aber auch Wind, Regen oder solare Einstrahlung. Schließlich werden für die Berechnung wichtige (numerische) Randbedingungen und der Simulationszeitraum festgelegt.

Die Software löst in der Berechnung die hinterlegten Wärme- und Transportgleichungen. Dabei werden verschiedene Feuchtetransportvorgänge wie Diffusion und Leitung berücksichtigt, aber auch Latentwärme. Die Lösung erfolgt in der Regel in Stundenschritten, d. h. für ein Jahr Simulation werden Wärme- und Feuchtetransport 8760 Mal berechnet. Meist werden mehrere Jahre simuliert.

Die Beurteilung der Konstruktion ergibt sich in der Regel aus der Feuchteverteilung in der Konstruktion. Dabei wird berücksichtigt, ob sich die Feuchte im Bauteil akkumuliert, innerhalb einer Schwankungsbreite konstant bleibt oder reduziert. Des Weiteren wird betrachtet, ob es im Bauteil zu unzulässig hohem Tauwasserausfall kommen kann oder ob sich die Feuchte lokal anreichert und z. B. die zulässige Feuchte von Holzbauteilen überschritten wird. Ein weiteres Kriterium ist die Oberflächenfeuchte auf der Raumseite, die z. B. nicht zu Schimmelpilzbildung führen darf.

Eine Weitere Anwendung der hygrothermische Simulation ist die Berechnung ganzer Räume oder Gebäude. Hier geht es in der Regel darum, die Behaglichkeit und den sommerlichen Wärmeschutz sicherzustellen. Die Berechnung wird analog zu oben durchgeführt, mit dem Unterschied, dass weitere Eingaben nötig sind. Im Ergebnis lassen sich schließlich die Behaglichkeit und die wahrscheinliche Zufriedenheit der Bewohner / Nutzer (predicted mean vote, PMV) zeigen. Der Energiebedarf für Heizung, Kühlung und Lüftung lässt sich ebenso darstellen wie z. B. die solaren Wärmegewinne usw.