直接蒸发冷却系统一般可分为填料式和喷雾式两种，填料式是将空气经过润湿的填料层（如木丝、纤维填料等）实现蒸发冷却的效果，它的换热效率高（达80％以上）且耗水量小，而喷雾式的喷水系统耗能大，但它的材料成本要低于填料式。
在干燥地区，人们可以用直接蒸发冷却系统来代替机械压缩制冷空调器，实现夏季降温作用。近年来，澳大利亚、瑞典已生产出蒸发型冷气机。如果在填料式系统中增添防菌去尘材料，就可以起到空气净化的作用，这种系统在农作物种植库、家禽养殖场获得了推广应用。
冷风塔是一种被动式的直接蒸发冷却系统，一般安装于建筑物的顶部，室外的热空气通过冷风塔进入室内以后温度降低，而室内温度较高，这样一来冷热温差产生了流动空气压差，驱使冷空气往下流动，热空气通过室内的排风口或是门窗排出室外，从而消除了室内的热负荷。冷风塔的能耗极低，且冷却效果也相当明显，在候车亭、车间等场所有很好的应用前景。
直接蒸发冷却系统还可以用于降低机械压缩制冷系统中的风冷冷凝器的冷风温度，从而降低制冷工质的冷凝温度，这样增大了传热温差，提高了制冷系统效率。
