暖通空調（暖通、通風和空調）冷卻塔用于處理來自冷水機組的不需要的熱量。由于在濕球溫度或接近濕球溫度時對塔水的排熱，水冷式冷水機組通常比空冷式冷水機組更節能。空冷式制冷機必須在較高的干球溫度下排除熱量，從而具有較低的平均逆卡諾循環效率。在氣候炎熱的地區，大型辦公樓、醫院和學校通常使用一個或多個冷卻塔作為其空調系統的一部分。一般來說，工業冷卻塔比暖通空調塔大得多。

暖通空調使用冷卻塔將冷卻塔與水冷式冷水機組或水冷式冷凝器配對。一噸空調被定義為每小時排放12000 btu（3500 W）。由于驅動制冷機壓縮機所需的額外廢熱當量，冷卻塔側的當量噸實際上拒絕約15000 btu/小時（4400 W）。這一當量噸定義為冷卻3美制加侖/分鐘（1500磅/小時）的水10°F（6°C）時的熱損耗，相當于15000 btu/小時，假設制冷機性能系數（cop）為4.0.[10]該cop相當于能效比（eer）為14。

冷卻塔也用于暖通空調系統，該系統有多個水源熱泵，共用一個管道水回路。在這種類型的系統中，當熱泵在冷卻模式下工作時，水回路內循環的水會從熱泵的冷凝器中除去熱量，然后外部安裝的冷卻塔用于除去水回路中的熱量并將其排放到大氣中。相比之下，當熱泵在加熱模式下工作時，冷凝器將熱量從循環水中抽出，并將其排出到要加熱的空間中。當水回路主要用于向建筑物供熱時，冷卻塔通常會關閉（并可能被排干或防凍以防止凍害），而熱量則通過其他方式供應，通常來自單獨的鍋爐。