Zasadniczo rozróżnia się trzy metody fizyczne: parowanie, rozpylanie i odparowanie na skutek wrzenia.
Parowanie jest procesem izotermicznym, natomiast rozpylanie i odparowanie są procesami adiabatycznymi.
Podczas nawilżania adiabatycznego woda jest doprowadzana do powietrza w postaci ciekłej i musi przejść potem w stan gazowy. Potrzebną do tego celu energię odbiera się powietrzu w postaci ciepła. Ponieważ towarzyszy temu obniżenie temperatury, proces ten nosi także nazwę adiabatycznego efektu chłodzenia.

Parowanie
Podczas odparowania woda jest doprowadzana do mat odparowujących i nawilża jednocześnie powietrze, które przez nie przepływa. Zaletą nawilżania przez odparowanie są niskie koszty eksploatacji oraz inwestycji w tego typu nawilżacze.
Ponadto odparowywacze mogą być używane nie tylko do nawilżania, lecz także do chłodzenia pomieszczeń w budynkach. Dzięki uzyskiwanemu pośrednio efektowi chłodzenia wyparnego poprawia się znacznie efektywność energetyczna chłodzenia. Konwencjonalne urządzenia klimatyzacyjne w pomieszczeniach mogą być dzięki temu znacznie mniejsze i tańsze w eksploatacji.

Rozpylanie
Podczas rozpylania woda jest doprowadzona przez rozpylacze mechaniczne lub dysze w postaci małych kropel i w ten sposób nawilża powietrze. Także w tym procesie następuje zmiana stanu skupienia wody kosztem energii z otoczenia, zatem systemy do nawilżania adiabatycznego stosowane w pomieszczeniach, gdzie zachodzą procesy cieplne, mogą, obok nawilżania, być wykorzystywane dodatkowo do chłodzenia. Obszary zastosowania
Nawilżanie adiabatyczne jest szeroko stosowane w wielu obszarach. Jest ono ważnym elementem układów chłodzenia powietrza zewnętrznego w krajach o gorącym klimacie. W miejscowości Medina przed jednym z największych meczetów na świecie zainstalowano dla potrzeb zacienienia i chłodzenia 250 „klimatyzowanych parasoli słonecznych”. Wykorzystując nawilżanie adiabatyczne zapewniają one odczuwalne obniżenie temperatury średnio o 10°C.
Nawilżanie adiabatyczne jest stosowane także w przemyśle elektrycznym, np. w centrum obliczeniowym Facebooka w miejscowości Luleå w Szwecji. Do chłodzenia trzech serwerów, z których każdy zajmuje powierzchnię 28 000 m², zużywa się tam 13 000 litrów wody w ciągu godziny, uzyskując moc chłodniczą 8840 kW.

Przykład obliczania nawilżania adiabatycznego

Dane:
Obliczanie zależności ∆h/∆x:

∆h	=	kJ/kg
∆x		g/kg suchego powietrza