As torres de refrigeração fazem com que uma massa de ar frio e seco circule em contracorrente à água quente proveniente de um processo industrial ou de climatização. Parte dessa água evapora, arrefecendo o restante. O calor necessário para este processo é de aproximadamente 597 kcal/litro. A água arrefecida resultante regressa ao processo para reiniciar o ciclo. Os equipamentos que operam com este princípio de arrefecimento evaporativo são fundamentais para a eficiência energética em processos industriais.
A diferença entre a temperatura desejada da água arrefecida e a temperatura de bolbo húmido (denominada “aproximação” ou *approach*) é um fator determinante para o dimensionamento da torre. Quanto menor for esta diferença, maior deverá ser a área de permuta térmica. Esta diferença deve ser de, pelo menos, 3 a 4 °C.
Nas torres de refrigeração de circuito aberto, ocorre um contacto direto e intenso entre a água e o ar, potenciado pela utilização de enchimentos (ou meios de enchimento), que proporcionam uma ampla área de troca, favorecendo o desempenho e a evaporação. Existem diferentes tipos de enchimento adequados a diferentes qualidades de água.