از نظر مکانیسم انتقال حرارت، برج خنک کن به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
• برج خنک کن خشک: که با انتقال حرارت از طریق یک سطح عمل می کند که سیال محرک را از فضای محیط جدا می کند. در واقع این برج خنک کن از تبخیر استفاده نمی کند.
• برج خنک کن مرطوب ( برج خنک کن مدار باز): در اصل این برج خنک کن از خنک کننده های تبخیری استفاده می کند. سیال و مایع تبخیر شده (معمولا آب) یکی و مشابه هستند.
• خنک کننده های سیال: ( برج خنک کن مدار بسته): هیبرید هایی هستند که سیال را از لوله های بسته عبور می دهند که بر روی آن آب تمیز اسپری می شود و یک فن induced به کار می رود. در نتیجه عملکرد انتقال گرما در این روش بسیار به برج خنک کن مرطوب نزدیک است به همراه مزایای که توسط یک خنک کننده خشک به منظور حفاظت از سیال در مقابل آلودگی های زیست محیطی و نا پاکی ها ارائه شده است.
در برج خنک کن مرطوب (برج خنک کن مدار بار)، در صورتی که هوا نسبتا خشک باشد، آب گرم می تواند به دمایی پایین تر از دمای هوای محیط حباب خشک، سرد شود. همانطور که هوای محیط از جریان آب عبور می کند، بخش کوچکی از آب تبخیر می شود و انرژی لازم برای تبخیر آن بخش کوچک از آب از توده آب باقی مانده گرفته می شود، بنابراین دمای آن کاهش می یابد. حدودا 970 BTU انرژی گرمایی، به ازای هر استخر آب تبخیر شده، جذب می شود. نتیجه تبخیر در شرایط هوای اشباع، دمای آب پردازش شده توسط برج خنک کن را کاهش می دهد. و دمای آن را به دمایی نزدیک به دمای حباب مرطوب که کمتر از دمای محیط حباب خشک است می رساند. تفاوت با استفاده از رطوبت اولیه هوای مرطوب تعیین می شود.
به منظور دسترسی به عملکرد بهتر ( خنک شدن بیشتر)، یک وسیله به نام متراکم (fill) برای افزایش سطح منطقه و همچنین افزایش زمان تماس بین جریان آب و هوا استفاده می شود. اسپلش متراکم (Splash fill) متشکل از موادی است که به منظور قطع جریان آب که باعث ریزش می شود، است. Film fill ترکیبی از ورق های نازک مواد ( معمولا pvc) است که بر روی جریان آب است. هر دو روش یک سطح منطقه و زمان تماس بین مایع (آب) و هوا ( گاز) وسیع برای بهبود انتقال گرما ایجاد می کنند.