A nyitott rendszerű hűtőtornyokban közvetlen kapcsolat van a lehűteni kívánt víz és a levegő között. A nyitott hűtőtorony egyfajta hőcserélő, amely a víz lehűtése érdekében a levegővel való közvetlen kapcsolatot használja fel. A hőátadás részben a levegő és a víz közötti hőcserével következik be, de főleg amiatt, hogy kis mennyiségű lehűtendő víz elpárolog. Ez lehetővé teszi a kinti levegő hőmérsékletnél alacsonyabb hőmérsékletre történő lehűtést.
Zárt rendszerű hűtőtornyokban nincs közvetlen érintkezés a víz (vagy víz-glikól elegy) lehűtése és a levegő között. Ha a lehűteni kívánt víz nem érintkezhet a levegővel (például élelmiszeriparban) akkor hőcserélőt kell használni. A hőcserélő elválasztja a hűteni kívánt vizet, a hűtőtorony „párolgási” hűtővizétől. Így elkerüli a hűteni kívánt víz, a levegővel való érintkezést. Nyitott rendszerű hűtőtornyokban nem szükséges fagyállót alkalmazni, azonban zárt hűtőtornyokban lehetőség nyílik a fagyálló alkalmazására. A hűtővizet egy beépített szivattyú keringteti a hűtőtoronyban.
Az adiabatikus hűtés a hőcserélő belsejében áramló folyadék és a felületet érő külső levegő közötti érzékeny hőcserén alapul (eddig a berendezés lényegében úgy működik, mint a szárazhűtő). Melegebb időszakokban a ventilátorok által a hőcserélőre szívott levegőt párásítani kell, így csökkentve a levegő hőmérsékletét és növelve a hatékonyságot. Ez utóbbit hívjuk adiabatikus hűtésnek.
Az evaporációs kondenzátor felépítése és működése lényegében megegyezik a zárt rendszerű hűtőtornyokéval. Az eltérés a hűtendő közeg. Az evaporációs kondenzátorokban valamilyen fajta gázt (pl. hűtőgázt) hűtünk le a „párolgási” hűtővíz alkalmazásával.
A hybrid hűtőtornyok a nedves és száraz hűtés megfelelő kombinációját képviselik, mellyel a hűtőtorony által elpárolgatott hűtővíz takaríthatjuk meg téli üzemben. Ugyanis télen a hűtőtorony egy egyszerű szárazhűtőként üzemel, amikor is a hűtendő vizet (vagy víz-glikól elegyet) egy lamellás (tehát növelt hűtőfelületű) hőcserélőn keresztül átszívott levegővel hűtjük. Nyári üzemmódban pedig egy zárt körös hűtőtoronyként üzemel a belső, beépített hőcserélő használatával.
