干式冷却塔的工作原理是通过一个表面进行热传递，该表面利用对流热传递将工作流体与环境空气分离，例如在管-空气换热器中。它们不使用蒸发。

湿冷却塔（或开路冷却塔）的工作原理是蒸发冷却。工作液和蒸发液（通常是水）是同一种液体。

流体冷却器（或闭路冷却塔）是将工作流体通过管束的混合物，在管束上喷洒清水并施加风扇引风。由此产生的传热性能更接近于湿冷却塔，其优点是干冷器可以?；すぷ髁魈宀皇芑肪潮┞逗臀廴尽?/p>

在湿冷却塔（或开路冷却塔）中，如果空气相对干燥（见露点和湿度），温水可以冷却到低于环境空气干球温度的温度。当环境空气被抽过一股水流时，一小部分水会蒸发，而蒸发该部分水所需的能量则来自剩余的水，从而降低了水的温度。每磅蒸发水（2 MJ/kg）吸收大约970 Btu的热能。蒸发导致饱和空气条件，将塔处理的水的温度降低到接近湿球温度的值，该值低于环境干球温度，这是由环境空气的初始湿度决定的差异。

为了获得更好的性能（更多的冷却），一种叫做填充的介质被用来增加表面积和空气和水流之间的接触时间。喷溅填充物包括放置的材料，以中断水流，导致喷溅。薄膜填料是由水流过的材料薄片（通常是PVC）组成。这两种方法都增加了流体（水）和气体（空气）之间的表面积和接触时间，以改善热传递。