В адиабатических увлажнителях используется принцип прямого испарения воды в потоке воздуха без подвода внешней энергии и, следовательно, без повышения температуры воды. Теплота, необходимая для испарения, забирается у увлажняемого воздуха, который таким образом охлаждается. Данные приборы имеют большую поверхность контакта между воздухом и водой в жидкой фазе. На поверхности контакта формируется тонкий слой пара, парциальное давление которого равно давлению насыщения при температуре жидкости. Если давление жидкости больше чем парциальное давление пара и воздух не насыщен, то появляется градиент давления, который способствует активному испарению жидкости за счёт явного тепла воды и воздуха.