冷卻塔的作用是將挾帶熱量的冷卻水在塔內與空氣進行換熱，使熱量傳輸給空氣并散入大氣。冷卻塔中水和空氣的換熱方式之一是，流過水表面的空氣與水直接接觸，通過接觸傳熱和蒸發散熱，把水中的熱量傳輸給空氣。用這種方式冷卻的稱為濕式冷卻塔。
 濕式冷卻塔的換熱效率高，水被冷卻的極限溫度為空氣的濕球溫度。但是，水因蒸發而造成損耗；蒸發又使循環的冷卻水含鹽度增加，為了穩定水質，必須排掉一部分含鹽度較高的水；風吹也會造成水的飄散損失。必須有足夠的新水持續補充。因此，濕式冷卻塔需要有供給水的水源。缺水地區，在補充水有困難的情況下，只能采用干式冷卻塔。干式冷卻塔中空氣與水的換熱是通過由金屬管組成的散熱器表面傳熱，將管內水的熱量傳輸給散熱器外流動的空氣。干式冷卻塔的換熱效率比濕式冷卻塔低，冷卻的極限溫度為空氣的干球溫度。這些裝置的一次性投資大，且風機耗能很高。冷卻塔冷卻水的過程屬熱質傳遞過程。被冷卻的水用噴嘴、布水器或配水盤分配至冷卻塔內部填料處，大大增加水與空氣的接觸面積?？諝庥娠L機、強制氣流、自然風或噴射的誘導效應而循環。