En s’évaporant d’une surface mouillée, l’eau refroidit cette surface ; c’est pour cela que le vent paraît frais sur une peau en sueur. Si le bulbe d’un thermomètre est entouré d’une mèche mouillée et que l’on fait passer de l’air dessus, la valeur indiquée baisse selon la sécheresse de l’air et s’arrête à un certain point : c’est la température humide. Si l’air est totalement saturé (100 % d’humidité), il n’y a pas d’évaporation, et les thermomètres humide et sec indiquent la même valeur. Plus l’air est sec, plus l’écart est grand : à 35 °C et 30 % d’humidité, la température humide est d’environ 21–22 °C ; à 35 °C et 60 % d’humidité, elle est de 28 °C.
Son importance en froid tient à ce qu’elle fixe la limite de tous les appareils de rejet de chaleur fonctionnant à l’eau. Le condenseur à air travaille avec la température sèche : par un air à 35 °C, la condensation s’établit à 45–50 °C. Le condenseur évaporatif et la tour de refroidissement s’approchent, eux, de la température humide : avec une température humide de 22 °C, la condensation descend à 32–35 °C dans un condenseur évaporatif, et la tour de refroidissement refroidit l’eau à 25–27 °C. Cet écart de condensation de 12–15 K représente en gros 25–35 % d’économie sur la consommation du compresseur.
Le choix se fait en fonction du climat. Dans les régions à été chaud mais sec comme Konya et l’Anatolie centrale, la température humide de conception est de l’ordre de 20–22 °C et le refroidissement évaporatif ou adiabatique est très efficace. Dans les villes côtières humides, la température humide monte à 25–27 °C, le gain se réduit mais reste supérieur au refroidissement par air. Dans un projet, on utilise la valeur de conception tirée des données météorologiques locales ; choisir un appareil évaporatif en ne regardant que la température sèche conduit, les jours humides, à des défauts de haute pression.
Pour la mesure, l’instrument classique est le psychromètre, qui comporte deux thermomètres, l’un sec, l’autre à mèche mouillée ; la mèche est mouillée à l’eau pure et l’on fait passer de l’air dessus à une vitesse d’au moins 2–3 mètres par seconde (type fronde, tourné à la main, ou type à ventilateur). À partir des deux lectures, l’humidité relative se trouve par un tableau ou par le diagramme psychrométrique. En chambre froide, en dessous de zéro, la mèche gèle et la lecture devient trompeuse ; on y utilise un capteur d’humidité électronique. La température humide ne doit pas être confondue avec le point de rosée : dans un air non saturé, le point de rosée est toujours plus bas.