干式冷卻塔的工作原理是利用對流傳熱，通過(guò)將工作流體與環(huán)境空氣分離的表面進(jìn)行傳熱，例如在管道到空氣換熱器的過(guò)程中。它們不使用蒸發(fā)。

濕式冷卻塔(或開(kāi)式冷卻塔)的工作原理是蒸發(fā)冷卻。工作液和蒸發(fā)液(通常是水)是一回事。

液體冷卻器(或閉路冷卻塔)是將工作流體通過(guò)管束的混合裝置，在管束上噴灑清水，并施加風(fēng)機誘導的通風(fēng)。由此產(chǎn)生的傳熱性能更接近于濕式冷卻塔的傳熱性能，其優(yōu)點(diǎn)是使用干式冷卻器保護工作液不受環(huán)境暴露和污染。

在濕式冷卻塔(或開(kāi)環(huán)式冷卻塔)中，如果空氣相對干燥(見(jiàn)露點(diǎn)和濕度計)，溫水可以冷卻到低于周?chē)諝飧汕驕囟鹊臏囟?。當周?chē)目諝獗焕^(guò)水流時(shí)，一小部分水蒸發(fā)了，蒸發(fā)那部分水所需的能量從剩余的水中提取，從而降低了水的溫度。每磅蒸發(fā)水(2 MJ/kg)大約吸收970 BTU的熱能。蒸發(fā)導致飽和空氣條件下，塔內處理的水的溫度降低到接近濕球溫度的值，即低于環(huán)境干球溫度，其差值由環(huán)境空氣的初始濕度決定。

為了達到更好的性能(更多的冷卻)，一種叫做填充的介質(zhì)被用來(lái)增加表面面積和空氣與水流接觸的時(shí)間。飛濺填充材料是用來(lái)阻止水流動(dòng)而產(chǎn)生的飛濺。薄膜填料由薄層材料(通常是PVC)組成，水在其上流動(dòng)。這兩種方法都增加了流體(水)和氣體(空氣)之間的表面積和接觸時(shí)間，以改善傳熱。