物理过程和物理是由物理理论基础推导出来的，或者必须通过实验研究来解释，不仅涉及到冷却塔的功能，还包括冷却塔的线路承载性能。不同温度和不同导热介质(湿-干)在不同空气湿度下的传热。
不同温度、不同湿度的介质之间的热交换与物质交换的关系；在不同的温度和湿度条件下，气流与气流阻力的关系；风对冷却塔功能的影响，尤其是冷却塔内的气流。
冷却塔的性能而言，以下问题应特别研究了以下问题大的自然通风冷却塔(屈服极限范围内的植物，壳的内力和变形状态)由着名的壳静力学方法可以解决。这种方法已被证明是可靠的。
由于冷却过程的作用和冷却塔结构的工程技术分析都经过了认真的测试，实验理论基础是非常重要的。