循環水冷卻器的工作原理是通過溫度相對較低的水來把儀器所產生的熱量帶走，從而使儀器部分的溫度保持在一個相對較低的水平，它主要用于溫度要求低于室溫的實驗，自帶制冷壓縮機和循環泵。造型簡單緊湊，操作方便，可單機操作，在槽內進行低溫試驗。

它有三種方式散熱，分別是接觸散熱、蒸發散熱和輻射散熱。

接觸賽熱：借傳導和對流傳熱，稱為接觸散熱。水面與較低溫度的空氣接觸，由于溫差使熱水中的熱量傳到空氣中去，水溫得到降低。溫差越大，傳熱效果越好。

蒸發散熱：水在冷卻設備中形成大小水滴或極薄水膜，擴大其與空氣的接觸面積和延長接觸時間，加強水的蒸發，使水汽從水中帶走汽化所需的熱量，從而使水冷卻。

輻射散熱：輻射散熱不需要傳熱介質的作用，而是由一種電磁波的形式來傳播熱能的現象。輻射散熱只是在大面積的冷卻池內才起作用。

循環水冷卻方式相對自來水冷卻來說，雖然一次性投入較大，但它有著自來水冷卻方式無法比擬的優點：

1、循環水冷卻方式能節約大量寶貴的水資源。

2、循環水冷卻方式使用去離子水或蒸餾水，在儀器設備的水路中不會產生水垢，能延長激光設備的使用壽命，提高其測量的穩定性。

3、循環水冷卻方式(制冷型)能任意調節冷卻水的溫度。