暖通空调（暖通、通风和空调）冷却塔用于处理来自冷水机组的不需要的热量。由于在湿球温度或接近湿球温度时对塔水的排热，水冷式冷水机组通常比空冷式冷水机组更节能。空冷式制冷机必须在较高的干球温度下排除热量，从而具有较低的平均逆卡诺循环效率。在气候炎热的地区，大型办公楼、医院和学校通常使用一个或多个冷却塔作为其空调系统的一部分。一般来说，工业冷却塔比暖通空调塔大得多。

暖通空调使用冷却塔将冷却塔与水冷式冷水机组或水冷式冷凝器配对。一吨空调被定义为每小时排放12000 btu（3500 W）。由于驱动制冷机压缩机所需的额外废热当量，冷却塔侧的当量吨实际上拒绝约15000 btu/小时（4400 W）。这一当量吨定义为冷却3美制加仑/分钟（1500磅/小时）的水10°F（6°C）时的热损耗，相当于15000 btu/小时，假设制冷机性能系数（cop）为4.0.[10]该cop相当于能效比（eer）为14。

冷却塔也用于暖通空调系统，该系统有多个水源热泵，共用一个管道水回路。在这种类型的系统中，当热泵在冷却模式下工作时，水回路内循环的水会从热泵的冷凝器中除去热量，然后外部安装的冷却塔用于除去水回路中的热量并将其排放到大气中。相比之下，当热泵在加热模式下工作时，冷凝器将热量从循环水中抽出，并将其排出到要加热的空间中。当水回路主要用于向建筑物供热时，冷却塔通常会关闭（并可能被排干或防冻以防止冻害），而热量则通过其他方式供应，通常来自单独的锅炉。