開式冷卻塔，熱源出來的熱水與空氣在填料表面直接進行熱交換，其原理是：熱源出來的熱水流入冷卻塔的上部散水槽中，受重力作用，通過散水孔均勻地噴灑在填料表面，同時，空氣由冷卻塔兩側的進風格柵進入，橫掠填料，并與噴淋水形成橫流，一小部分水被蒸發，從而帶走熱量，降低水溫。熱濕空氣由頂部的通風機排到周圍大氣中，被冷卻的水則落到集水盤后重新回到熱源。

閉式冷卻塔，熱源出來的熱水在密閉的循環裝置內，通過盤管壁與空氣及噴淋水進行熱交換，被冷卻后繼續送往熱源，循環使用。由于冷卻水置于密閉裝置內，不會損失，可以節約用水。閉式冷卻塔分為三種：逆流閉式冷卻塔、橫流閉式冷卻塔、混流閉式冷卻塔。