Wodne nawilżacze powietrza to wymienniki ciepła oraz masy, w których powierzchnia kropel wody kontaktuje się bezpośrednio z powietrzem i nie jest wymagane żadne dodatkowe wypełnienie stanowiące powierzchnię wymiany ciepła. Nawilżacze tego typu są stosowane w urządzeniach klimatyzacyjnych do bezpośredniego chłodzenia powietrza lub jego adiabatycznego nawilżania.

Wodny nawilżacz powietrza działa w taki sposób, że w jego komorze zraszania wytwarzana jest gęsta mgła, utworzona z drobno rozpylonych kropel powstałych w wyniku przepompowania wody przez dysze rozpylające. Po drodze do komory nawilżania powietrze przepływa przez odpowiednio skonstruowany ekran do wyrównywania strumienia powietrza (zazwyczaj wykonany z perforowanej blachy). Dysze rozpylające we wnętrzu komory zraszania zazwyczaj ustawione są w bateriach po dwie sztuki.