Bei der direkten Verdunstungskühlung (Verdunstungskühlturm im offenen Kreislauf) wird das zu kühlende Prozesswasser in den Turm eingeleitet und kommt dort in direkten Kontakt mit der Außenluft. Das Wasser verdunstet direkt in die Luft, entzieht dem System Wärme und senkt so seine Temperatur — ein einfaches natürliches Prinzip, bei dem die erzwungene Verdunstung einer kleinen Wassermenge die Temperatur der Hauptwassermasse reduziert.
Die indirekte Verdunstungskühlung (Verdunstungskühlturm im geschlossenen Kreislauf) nutzt das gleiche physikalische Prinzip zur Wärmeabfuhr, wie im vorherigen Abschnitt beschrieben. Der Unterschied besteht darin, dass die Luft nicht in direkten Kontakt mit dem zu kühlenden Wasser tritt. Die Kühlung erfolgt indirekt, weil ein Wärmetauscher vorhanden ist; die Verdunstung findet in einem sekundären Luftstrom statt, der die Oberflächen des Wärmetauschers abkühlt.
Dieses System eignet sich besonders für Bereiche, in denen die Erhaltung der physikalisch-chemischen Eigenschaften des Wassers entscheidend ist, wie zum Beispiel in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie.
