表冷器的热湿交换是在主体空气与紧贴换热器外表面的边界层空气之间的温差和水蒸气分压力差作用下进行的。它可以实现两种空气处理过程：当边界层空气温度低于主体空气的露点温度时，将发生减湿冷却过程或称湿冷过程（湿工况）；当边界层空气温度虽低于主体空气温度，但尚高于其露点温度时将发生等湿冷却过程（干工况）。 减湿冷却过程中，由于边界层空气与主体空气之间不但存在温差，也存在水蒸气分压力差，所以通过换热器表面不但有显热交换，也有伴随湿交换的潜热交换。由此可知，湿工况下的表冷器比干工况下有更大的热交换能力，或者说对同一台表冷器而言，在被处理的空气干球温度和水温保持不变时，空气湿球温度越高，表冷器的冷却减湿能力越大。

表冷器的必要性基于热力学第二定律——根据热力学第二定律，封闭系统内部热能自发的流动方向是单向的，即只能从高热流向低热，在微观世界表现为承载热能的微观粒子只能由有序变成无序。所以，一个热机在有能量输入做功的同时，下游也必须有能量放出，这样上下游才会有热能差距，热能的流动才会成为可能，循环才会继续下去。所以，如果想让承载物重新做功，就必须先把没有完全释放的热能释放干净，这时候就需要用到表冷器。如果周围的热能比表冷器中的温度还要高的话，为了使得表冷器降温，就必须人为做功（一般来说是使用压缩机）。冷凝后的流体重新回归高有序、本地低热能的状态，可以重新做功。表冷器的选择包括形式和型号的选择，并确定流经表冷器的冷却水或空气的流量和阻力。表冷器型式的选择要考虑当地的水源、本地水温、本地气候条件，以及制冷系统总制冷量的大小和制冷机房的布置要求。在确定表冷器型式的前提下，根据冷凝负荷和表冷器单位面积的热负荷来计算表冷器的传热面积，以此来选定具体的表冷器的型号。