Una torre di raffreddamento funziona come uno scambiatore di calore in cui l'acqua e l'aria vengono poste in contatto l'una con l'altra per ridurre la temperatura dell'acqua. Mentre la torre di raffreddamento introduce l'aria nell'acqua, parte dell'acqua evapora, il che riduce la sua temperatura mentre circola attraverso la torre.
Una torre di raffreddamento viene in genere utilizzata per raffreddare l'acqua che è stata riscaldata a causa della condensazione dell'aria condizionata o di un processo industriale. L'acqua viene spostata verso la torre di raffreddamento attraverso una serie di tubi. L'acqua viene quindi spruzzata in più banchi di materiale attraverso ugelli. Questo rallenta il flusso dell'acqua mentre si muove attraverso la torre di raffreddamento. Il movimento rallentato massimizza la quantità di superficie dell'acqua che viene esposta, dandogli la più alta possibilità di contatto aria-acqua.
Mentre l'acqua si muove attraverso l'acqua di raffreddamento, la struttura la espone all'aria. L'aria viene convogliata nella torre di raffreddamento da ventilatori progettati per spostare in modo efficiente grandi volumi d'aria con il minimo di vibrazione possibile. L'acqua che attraversa una torre di raffreddamento avrà il suo volume leggermente diminuito mentre una parte di esso evapora quando entra in contatto con l'aria. Una volta che l'acqua è stata raffreddata, la torre di raffreddamento la pompa indietro verso qualsiasi apparecchiatura industriale o condensatore.