冷却塔冷却水的过程属热质传递过程。被冷却的水用喷嘴、布水器或配水盘分配至冷却塔内部填料处，大大增加水与空气的接触面积。空气由风机、强制气流、自然风或喷射的诱导效应而循环。部分水在等压条件下吸热而汽化，从而使周围的液态水温度下降。
图10-1的空气焓湿图中反映逆流式冷却塔中水与空气的温度关系。水温从A点降到B点，空气状态从C点升到D点，Δh则为空气焓值的增加。冷却塔进出口水温差(twA - twB)为冷却塔的冷却范围。在稳态系统中，如冷却塔与换热器的水量相等,此值亦为换热器中水的温度升高值。因此，冷却塔的冷却范围由热负荷及水流量决定，而不是由冷却塔的尺寸或热容量而定。
冷却塔出口水温twB与入口空气湿球温度ts之差(twB-tsc)，表示与湿球温度的接近程度，或简称冷幅。此值为冷却塔容量的函数，水、空气流量、入口空气状态、热负荷一定时，大的冷却塔该值就小(出口水温低)。
