冷却循环水浴在运行时，通过其制冷系统将加注在水箱中的冷却液冷却，由内置的泵将冷却液泵入冷凝管，吸收冷凝器内蒸汽的热量，以达到冷凝的效果，最后将温度升高的冷却液再次回流到水箱进行降温，如此循环交换冷却，实现为旋转蒸发系统提供均一稳定的冷凝温度，同时有效避免使用自来水时可能发生的季节性温度波动。而且作为高效、环保的替代自来水冷却的方法，也有助于实验室节约用水。
冷却循环水浴通常在 20°C或常温时具有最大的冷却能力，即理想状态下的最大制冷功率参数。随着设置温度越低，设备能实现的制冷能力随之降低。所以实验过程中并非设置的温度越低，冷凝效果越好。这也是为什么实验过程中将冷却循环水浴温度设置到最低水平实现的并不一定是最佳冷凝效率，因为冷却循环水浴的制冷效果需要综合考虑温度和制冷能力两项参数。
