本文研究的主要内容是以高温环境、低温环境和人体热生理需求为背景，基于相变材料的储热吸放、相变温度恒定原理，在已有相变调温服装基础结构、相变材料包规格、相变材料包优化包间隙基础上，确定出能够确保相变调温服装防护效果优化的层间配置。（1）相变调温服装系统的设计。首先，根据人体实际穿着生理需求，比较几种不同层数的相变调温服装系统结构，确定了相变调温服装的层数。其次，从人体-服装-环境系统热传递模式和关系考虑，进行不同层间配置的设计。再次，由人体舒适性和人身安全出发，选择出里层和外层服装并设计了保暖层。最后，通过人体着装实验，以人体舒适为基准，确定出相变材料的相变温度。（2）高温环境下不同层间配置下的防护效果真人实验。首先，选取了人体左前胸、人体左后腰、微气候左前胸、微气候左后腰四个位置为实验测点。其次，以相变调温服装防护性能和人体舒适性为评价标准。再次，确定了相同环境温度、不同层间配置下，具有较优化防护效果的相变调温服装。（3）低温环境下不同层间配置下的防护效果假人实验。首先，选取了人体左前胸、人体左后腰、微气候左前胸、微气候左后腰四个位置为实验测点。其次，以相变调温服装防护性能和人体舒适性为评价标准。再次，确定了同环境温度不同层间配置下，具有较优化防护效果的相变调温服装；也确定了同相变材料温度、不同层间配置下，具有较优化防护效果的相变调温服装；还确定了同相变材料质量、不同层间配置下，具有较优化防护效果的相变调温服装。（4）低温环境下不同层间配置下的防护效果真人实验。首先，选取了人体左前胸、人体左后腰、微气候左前胸、微气候左后腰四个位置为实验测点。其次，以相变调温服装防护性能和人体舒适性为评价标准。再次，确定了同相变材料温度、不同层间配置下，具有较优化防护效果的相变调温服装；也确定了同相变材料质量、不同层间配置下，具有较优化防护效果的相变调温服装。