以水作为冷却介质，并循环运行的一种给水系统，由换热设备、冷却设备、水处理器、水泵、管道及其它有关设施组成。冷却水在系统中不断循环重复使用，由于各种无机离子、有机物质、水不溶物等，不断随补充水及冷却塔洗涤进入，随水温的升高（冷却），水份不断蒸发浓缩，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，使循环水系统在短时间内会出现：严重的沉积物（水垢）附着、设备腐蚀（锈垢）和微生物的大量滋生（生物粘泥、软垢附着），以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等问题。循环冷却水系统中，大量设备是由金属制造，长期使用循环冷却水，会发生腐蚀穿孔。这是由多种因素造成的，主要有：冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀；有害离子（ Cl-和SO42-）引起的腐蚀；微生物（厌氧菌、铁细菌）引起的腐蚀等。
冷却水中的微生物
藻类，主要有蓝藻、绿藻和硅藻，生长在有阳光照射的地方，如冷却塔塔壁、集水池边沿等。
危害：a.死亡的藻类成为悬浮物和沉积物；为细菌和霉菌提供食物；导致差异充气电池型的腐蚀；起垢下腐蚀；阻止阳光进入冷却水系统；添加氯及非氧化性杀生剂（季铵盐）。
循环冷却水由泵送往冷却系统中各用户，经换热后温度升高，被送往冷却塔进行冷却。在冷却塔中热水从塔顶向下喷淋成水滴或水膜状，空气则逆向或水平交流流动，在气水接触过程中，进行热交换。水温降至符合冷却水要求时，继续循环使用。
空气由塔顶溢出时带走水蒸气，使循环水中离子含量增加，因此必须补充新鲜水，排出浓缩水，以维持含盐量在一定浓度，从而保证整个系统正常运行。补充水的量应弥补系统蒸发、风吹（包括飞溅和雾沫夹带）及排污损失的水量。循环水与补充水中含盐量之比，即为该循环水系统的浓缩倍数。在一定的循环冷却水系统中，只要改变补充水的含盐量，就可以改变循环水系统的浓缩倍数，而提高浓缩倍数是保证整个循环冷却水系统经济运行的关键。
冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水温升高、流速变化、蒸发、各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备的结构和材料等多种因素的综合作用，会产生很多问题。
水垢，循环水系统中最易生成的水垢是碳酸钙垢，水垢控制即是防止碳酸钙的析出。在循环水中投加阻垢剂，破坏CaCO3的结晶增长过程，以达到控制水垢形成的目的。目前常用的阻垢剂有聚磷酸盐、有机多元膦酸、有机磷酸脂、聚丙烯酸盐等，这也是目前应用最广的控制水垢的方法。
真菌，一切植物界非光合作用的有机物的总称。缺少叶绿素，不能进行光合作用，通常以其它有机物提供的代谢物为为食。冷却水系统中主要为霉菌和酵母；约10%的真菌以木头作为有机营养物来源，会导致木质构件朽蚀。真菌大量繁殖会发生粘泥危害。
离子交换树脂法
该法适于补充水量小的循环水系统间或采用，一般采用软水器也就是软化水设备。
石灰软化法，即投加石灰，使Ca(HCO3)2反应生成CaCO3沉淀提前析出。该方法成本低，适于原水（尤其是暂时硬度大的结垢型原水）钙含量高，补充水量较大的循环冷却水系统。
缓蚀剂是一种用于腐蚀介质中抑制金属腐蚀的添加剂，它用量少，不会改变腐蚀介质的性质，不需特殊投加设备，也不需对设备表面进行处理。因此，使用缓蚀剂是一种经济效益较高且适应性较强的金属防护措施。
在敞开式循环水系统中，常用的缓蚀剂有硅酸盐、钼酸盐、锌盐、磷酸盐、聚磷酸盐、有机多元膦酸、巯基苯并噻唑（MBT）、苯并三唑（BTA）和甲基苯并三唑（TTA）、硫酸亚铁等，并且为了减轻环境富营养化的压力，目前更趋向于使用后面几种有机膦酸盐和低磷缓蚀剂。
氧化性杀生剂是具有强烈氧化性的杀生药剂，通常是一种强氧化剂，对水中的微生物的杀生作用强烈。氧化型杀生剂对水中其它还原物质能起氧化作用，故当水中存在有机物、硫化氢及亚铁离子时，会消耗一部分杀生剂，降低他们的杀生效果。循环冷却水常用的氧化性杀生剂有：含氯化合物、过氧化合物、含溴化合物等。他们普遍具有杀菌灭藻速度快、杀生效果的光谱性、处理费用较低、对环境污染相对影响较小、微生物不易产生抗药性等优点。不足之处在于受水中的有机物和还原性物质影响较大、药效时间短、受水中pH值影响较大、分散渗透、剥离效果差。
