横流式冷却塔的冷却原理是：干燥（低焓）空气通过风机从进气管网进入横流式冷却塔；饱和蒸汽分压高的高温水分子流向低压空气，高湿热（高热值）的丁基水系统喷入塔中。当水滴与空气接触时，一方面由于空气和水之间的直接传热，另一方面由于水蒸气和空气表面之间的压差，蒸发在压力的作用下发生，这带走了水的热量，称为蒸发和传热，从而达到冷却的目的。

热水自备机房通过管道将循环水压力通过水泵送入横流式冷却塔排种系统，并通过t型孔将水均匀地洒在填料上。干燥的低焓空气在风机的作用下从底部进入塔内，热水通过底部的空气网络进入塔内。当流经填料表面时，形成水膜，与空气进行热交换。高湿度、高焓的热空气从顶部抽出，冷却水落入底部水池，通过出口管流入主机。

蒸发冷却与低于或高于水温（通常称为干球温度）的空气温度无关。只要水分子能不断蒸发到空气中，水温就会下降。然而，空气中水分的蒸发不会无限期地发生。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断蒸发到空气中，但当水-空气界面处的空气达到饱和时，水分子不能蒸发，而是处于动态平衡状态。蒸发的水分子数等于从空气中返回的水分子数，水温保持不变。可以看出，与水接触的空气越干燥，就越容易蒸发并降低水温。

进入冷却塔的空气通常为干燥空气，湿球温度较低。水和空气中水分子的浓度和动能压力存在明显差异。风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子继续蒸发到空气中，成为水蒸气分子和残余水。因此，循环水的温度降低。