表面式换热器包括空气加热设备和空气冷却设备。它的原理是让热媒或冷媒或制冷工质流过金属管道内腔，而要处理的空气流过金属管道外壁进行热交换来达到加热或冷却空气的目的。风机盘管是典型的表面式换热器，可以在冬天送暖气，也可在夏天送冷气。

如果冷却器表面温度低于空气露点温度，则空气不但被冷却，而且有部分水凝结析出，需要在表冷器下部设集水盘，以接收和排除凝结水。

在某些场合，有时不用冷媒，直接让制冷工质流过表面式换热器，对空气进行冷却。此时换热器就是制冷剂循环系统中蒸发器的一部分，制冷剂在换热器管内汽化吸热，空气在管外流过被直接冷却，这种方式称为直接蒸发式空气冷却。窗式空调、分体式空调等小型空调机组多为这种方式。

表面式换热器，具有设备紧凑、机房占地面积小、冷源热源可密闭循环不受污染及操作管理方便等优点。其主要缺点是不便于严格控制和调节被处理空气的湿度。