用水泵將以機械制冷裝置（或冰塊）降溫后的冷水噴淋在食品上進行冷卻的方法稱為冷水冷卻法。冷水冷卻可用于水果、蔬菜、家禽、水產品等食品的冷卻，特別是對一些易變質的食品更適合。
冷水冷卻通常用預冷水箱來進行，水在冷水箱中被其中制冷系統的蒸發器冷卻，然后與食品接觸，把食品冷卻下來。如不設預冷水箱，可把蒸發器直接設置于冷卻槽內，此種情況下，冷卻池必須設攪拌器，由攪拌器促使水流動，使冷卻池內溫度均勻。水溫應盡可能維持在0℃左右，這是能否獲得良好冷卻效果的關鍵。
和空氣相比，水作為冷卻介質具有較高的質量熱容和對流傳熱系數，所以冷卻速度快，大部分食品的冷卻時間為10~20mn。近年來國外設計了投資費用低廉、長達10m的移動式高效水冷裝置，可供冷卻芹菜、蘆筍、桃、犁、櫻桃之用。現代冰蓄冷技術的研究與完善，為冷水冷卻提供了更廣闊的應用前景。具體做法是在冷卻開始前先讓冰凝結于蒸發器上，冷卻開始后，此部分冰就會釋放出冷量。
冷水冷卻的主要缺點：食品容易受到微生物污染，比如用冷水冷卻家禽，如果有一個禽體染有沙門菌，就會通過冷水傳染給其他禽體。因此，對循環使用的冷水應進行連續過濾，使用殺菌劑，并且要及時更換清潔的水。除了使用淡水作為冷卻介質外，在漁船上還可以使用海水作為冷卻介質以冷卻魚類。圖3-4為采用冷水冷卻方法冷卻的櫻桃。
冷水冷卻有三種形式。
（1）浸漬式被冷卻食品直接浸在冷水中冷卻，冷水被攪拌器不停地攪拌，以致溫度均勻。
（2）灑水式在被冷卻食品的上方，由噴嘴把冷卻了的有壓力的水呈散水狀噴向食品，達到冷卻的目的。
（3）降水式被冷卻的水果在傳送帶上移動，上部的水盤均勻地像降雨一樣地降水，這種形式適用于大量處理。
對于漁獲物可以采用冷海水進行冷卻，冷海水冷卻法是把漁獲物保藏在-1~0℃的冷海水中，從而達到貯藏保鮮的目的。此法主要是以機械制冷的冷海水來冷卻保藏魚貨，一般注入海水的量與漁貨物之比為3:7.冷海水法可大量處理魚貨，所用勞力少、卸貨快、冷卻速度快。缺點是有些水分和鹽分被魚體吸收后使魚體膨脹，顏色發生變化，蛋白質也容易損耗；另外因艙體的搖擺，魚體易相互碰撞而造成機械傷口等。這種保鮮方法保質期為10~14天，適合于圍網作業捕撈所得的中上層魚類。
