Ūdens dzesētāji paaugstina vai pazemina temperatūru, apmainot siltumu starp ūdeni un citu vidi.
Dažos gadījumos ūdens dzesētāji nodrošina labāku dzesēšanu nekā gaisa dzesētāji, jo ūdens temperatūra ir zemāka par apkārtējās vides temperatūru. Tāpēc priekšroka tiek dota ūdens dzesētājiem, ja vēlamā temperatūra ir zema un apkārtējā temperatūra ir augsta. Tomēr ūdens dzesētāja uzstādīšanas izmaksas ir salīdzinoši augstākas nekā gaisa dzesētāja uzstādīšanas izmaksas, jo tam ir nepieciešams dzesēšanas tornis un dzesēšanas ūdens cauruļu projektēšana, kas ir lielāks projekts.
Ūdens parasti plūst no ūdens dzesētāja caurules puses -neatkarīgi no tā, vai krāna ūdens, attīrīts ūdens vai ūdens ar citām piedevām-, savukārt eļļa parasti plūst no korpusa puses, piemēram, hidrauliskā vai smēreļļa.
Ir svarīgi ņemt vērā, ka ūdens dzesētājā ilgstoši plūstot krāna ūdenim, veidosies kaļķakmens, kas var ietekmēt dzesētāja siltumapmaiņas veiktspēju. Tāpēc ir nepieciešama regulāra tīrīšana, vai arī ūdenstorņam jāpievieno pretkaļķu līdzeklis, lai pagarinātu tīrīšanas periodu.