در اکثر کارخانجات کوچک و بزرگ یکی از مهم ترین و اساسی ترین دستگاهها را می توان انواع برج خنک کننده نام برد. برج خنک کننده علاوه بر آب به منظور خنک کردن سیالاتی دیگر نیز در صورت لزوم مورد استفاده واقع می شود.
برج خنک کننده (cooling tower) دستگاهی است که با ایجاد سطح وسیع تماس آب با هوا، تبخیر را آسان می کند و باعث خنک شدن آب می گردد. در برج خنک کننده عمل خنک شدن در اثر از دست دادن گرمای نهان تبخیر انجام می گیرد، در حالی که مقدار کمی آب تبخیر می شود و باعث خنک شدن آب می گردد.

باید توجه داشت که آب مقداری از گرمای خود را از طریق هدایت و جابجایی و بقیه را از راه تبخیر از دست می دهد. در برج خنک کننده اختلاف فشار بخار آب بین سطح آب و هوای مجاور آن باعث تبخیر می گردد. این اختلاف فشار به دمای آب و میزان رطوبت نسبی هوا دارد.
در برج خنک کننده علاوه بر این شدت تبخیر آب رابطه مستقیم با سطح تبادل حرارت آب و هوا دارد. به منظور افزایش شدت تبخیر از دو نوع پرکن Splash Packing و Film Packing در برج خنک کننده استفاده می شود. در نوع Splash آب بصورت قطره ای بر روی پرکن ها توزیع می شود و در نوع Film آب بصورت یک لایه نازک بر روی پرکن ها جاری می شود.
در برج خنک کننده ، آب از بالا توسط یک سیستم توزیع آب بر روی پرکن ها توزیع می گردد. ورود هوا نیز معمولا از قسمت پایین برج خنک کننده   و از داخل قسمت کرکره ای که لوور (louver) نامیده می شود، صورت می گیرد و بوسیله فن نصب شده در بالاترین قسمت برج خنک کننده از درون برج عبور کرده و باعث تبخیر و خنک شدن آب می گردد. این سیستم تبادل، تلفیقی از سیستم جریان مخالف (counter current) و جریان متقاطع (cross current)  را در داخل برج خنک کننده محیا می کند. آب خنک شده در مخزن تعبیه شده در پایین برج خنک کننده که تشتک (basin) نامیده می شود، جمع آوری می گردد.

بدنه برج خنک کننده یکی از مهم ترین قسمتهای برج خنک کننده می باشد.

بدنه علاوه بر حفاظت از سطوح خنک کننده و نگهداری الکتروموتور و فن بر روی خود، وظیفه برقراری محیط مناسب جهت تماس آب و هوا را بر عهده دارد. شکل بدنه برج خنک کننده می تواند مکعبی یا مخروطی (conical) باشد. در صورتی که محدویت فضا وجود نداشته باشد، ساخت بدنه برج خنک کننده بصورت مخروطی از جهات مختلف بر اشکال دیگر ارجحیت دارد. از مهم ترین مزایای برج خنک کننده   مخروطی می توان به تماس بهتر هوا و آب و کاهش افت فشار هوا و در نتیجه کاهش توان مصرفی اشاره کرد.

مقاومت بدنه برج خنک کننده مخروطی نسبت به سایر اشکال هندسی بیشتر بوده و برخوردار بودن از خواص آیرودینامیکی بهتر باعث افزایش استقامت در مقابل جریان های خارجی باد می گردد.
در ساخت بدنه برج خنک کننده استفاده از آهن گالوانیزه و یا فایبرگلاس بر سایر موارد برتری دارد. استفاده از فایبرگلاس در ساخت بدنه برج خنک کننده در سالهای اخیر بسیار رواج یافته است. مقاومت بسیار زیاد در مقابل خوردگی، سبکی، عایق بودن، مقاومت در مقابل نور خورشید، قابلیت ساخت و مونتاژ در محل و . . . از جمله مزایای برج خنک کننده فایبرگلاس می باشد.
ظرفیت برج خنک کننده معمولا بر اساس تن تبرید بیان می شود. هر تن تبرید معادل 517/3 کیلو وات می باشد.

در محاسبه ظرفیت تبرید برج خنک کننده از رابطه ساده زیر استفاده می شود:
 Q=m.Cp.ΔT
که در این رابطه:
Q: ظرفیت حرارتی
m: دبی جرمی آب در گردش
Cp: ظرفیت گرمایی ویژه آب
ΔT : اختلاف دمای آب داغ ورودی و آب سرد خروجی از برج خنک کننده

حداقل دمای قابل حصول آب سرد خروجی از برج تابعی از دمای مرطوب هوای محیط (wet bulb temperature) می باشد. اندازه گیری این دما بطور تجربی با استفاده از پیچیدن یک تکه پارچه تر دور مخزن جیوه دماسنج و دمیدن جریان هوا بر آن میسر است. اختلاف بین دمای آب سرد خروجی و دمای مرطوب را به نام دمای تقرب (approach) می نامند. معمولا این اختلاف دما بین 3 تا 5 درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود. کاهش بیشتر دمای آب منجر به افزایش ابعاد برج خنک کننده می گردد که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. در هر صورت کاهش دمای آب به دمایی پایین تر از دمای مرطوب هوای محیط غیرممکن است.