天然冷源适合于春秋季和冬季也需要供冷的洁净空调系统。天然冷源可以是大气，也可以是江河水、自来水和经过冷却塔冷却的循环水。当室外温度低于室内温度时，室外的空气就可以被用来减少人工制冷的冷量。室外气温越低，人工制冷的制冷量越低，甚至可以完全利用室外空气做冷源，这要做详细的计算。如果在洁净空调系统里利用室外空气做冷源，必须对室外空气进行过滤。空气过滤的成本和人工制冷的成本进行比较，在合理的情况下，可采用室外空气做冷源，这在实践中有成功的案例。

当室外湿球温度较低时，用经过冷却塔的循环水作为冷源，是提供免费冷源的一种很好的方法。对全年空调运行都要提供冷媒水的系统，利用这种免费冷源可大量降低运行费用，还降低了碳排放，是各一举两得的好事。利用这种天然冷源的通常做法是将冷却塔循环的水通过板式换热器和制冷系统的冷媒水进行热交换，这样可以避免进冷却塔的水和大气接触，造成水质太差而影响制冷机的热交换正常运行。以这种形式作为冷源可以和电制冷结合起来使用。当室外空气湿球温度不能满足冷媒水对水温的要求时，可以开启部分电制冷机，随着室外湿球温度的降低，可以逐步地将电制冷机减少运行量，直到电制冷机全部关闭。

这种形式的天然冷源无论在国外还是国内都有很多成功的案例，初投资的增加很快就可以从减少的运行成本中回收。