冷却水を冷やすための外気（空気）と冷却水とが直接接触し、冷却水の一部の蒸発によって残りの冷却水を冷やすもので、空調用として広く使われています。
冷却水を効率的に冷却するため、水を滴状にして表面積の大きな充填材に流すことで、冷却水と外気の接触時間を長くしています。
また、冷却水と外気の接触方法として、上から落下する冷却水に対して、外気を下から上へ当てる〈向流型〉（カウンターフロー方式）と、外気を直角に当てる〈直交流型〉（クロスフロー方式）があります。

冷却水を熱交換器の管内に通し、管外側に冷却用の外気と散布水を散水して冷却しています。
密閉式の特徴は冷却水の汚れを嫌うような設備に採用されていることです。

太古の人々は雨上がりに涼しくなったり、川の近くがすごしやすいことを知っていました。古代の四大文明が大河近くに発祥したのも、水がなければ生きていけないからだけではなく、水の様々な性質を知恵として利用しようと考えたのかもしれません。

古代エジプトの遺跡にはこんなような絵が残されていました。
素焼きの瓶からしみ出た水が蒸発する水の気化熱を利用した冷却器です。瓶の中の水は冷たくなり、周囲の空気は気化熱により冷やされます。瓶の後で扇いでいる召使いは暑いでしょうが、ファラオは冷たい水が飲めるし、涼しくていい気持ちだったでしょう。
この冷却原理は、現在の冷却塔と同じです。