空对空冷却架构的运行方式与住宅中的中央空气系统非常相似，不同之处在于，在数据中心，冷却空气通过计算机架循环，以吸收所产生的热量。然后，热空气通过包含冷制冷剂的线圈，而冷制冷剂会吸收热量并冷却空气以进行再循环。制冷剂将吸收的热量转移到室外，然后释放到环境中，并通过压缩、冷凝和蒸发重新冷却。此过程可以总结为吸热、传热以及散热和冷却的循环。为控制气流，机架通常安装在架高地板上，并以背靠背的方式排列，形成冷通道和热通道。

随着功率水平上升，热通道封闭可防止热空气渗入并抬高由机房空调 (CRAC) 控制的冷通道温度。机房空气处理机组 (CRAH) 负责管理气流，并将热量传递至蒸发器盘管中的制冷剂。热负荷增加后，需要更大的风机风扇和蒸发器线圈，同时需要更大的服务器风扇气流。在 20kW 至 50kW 的机架功率范围内（假设机房内所有机架配置相似），效率和运行需求要求采用不同的散热方式。