随着对绿色、环保、节能理念的大力倡导，面对能源紧张的形势以及节能减排等问题，人们开始意识到应加强对自然冷却技术的应用。目前广泛采用的自然冷却方式有两种：一种是风侧自然冷却，一种是水侧自然冷却。

  风侧自然冷却系统是室外空气直接通过滤网或者间接通过换热器将室外空气冷量带入数据机房内，对IT的设备进行降温的冷却技术，根据室外空气是否进入机房内部空间，可分为直接风侧自然冷却系统和间接风侧自然冷却系统，该技术可实现冷源与负荷中心直接接触，采用该技术的系统不再通过传统空调系统中制冷机组产生的低温冷媒对数据中心进行降温，可显著减少数据中心的空调系统能耗。

  从全球PM2.5的分布情况可以看出，我国空气污染情况尤其严重，直接新风冷却方式对数据中心的设备腐蚀会有影响，甚至会威胁Ⅱ设备的安全运行。为解决该问题，可应用间接新风冷却技术。这种方案常被称为“京都制冷”，这是因为这种方式在日本东京的数据中心应用较多，它主要是通过转轮式换热器吸收室外冷空气的冷量，达到为数据机房降温的目的。国内有学者对直接引入新风和隔离式新风热交换系统这两种方式进行了分析比较，结果表明，这两种方式均能有效降低数据中心空调运行能耗，但对于大气污染严重的地区不建议采用直接引入新风方式，会增加维护费用，可引用机房能耗管理系统进行数据采集、对比、智能管控到达降低能耗的目的。

  目前，数据中心常用的热管空调采用的是一种典型的间接新风冷却技术。热管技术由于不需要直接引人大量新风，不会对数据中心内部的洁净度、湿度等环境参数产生影响，同时其维护费用较低，非常适合数据中心使用。热管是一种高效传热元件，以相变来强化换热，利用封闭在真空管内工作物质的反复沸腾或凝结来传送热量。近年来，各通信基站散热，选用的就是在冬季替代蒸汽压缩式空调机组，且节能效果显著，大榕树有众多成功应用案例。

  水侧自然冷却有两种形式：一种形式是冷却塔直接供冷；另一种形式是通过水泵直接抽取自然水源作为天然冷源，通过板式换热器与冷冻水回水进行热交换，而不通过制冷机或压缩机进行循环来散热，从而达到冷却目的。国际上采用水冷技术典型代表是Google公司，其选择建设的数据中心基本以沿海地区为主，例如，芬兰哈米纳的数据中心利用附近波罗的海的海水对数据中心进行冷却，另外80%的冷却水来自循环再生水，这是世界上第一家采用海水冷却的数据中心。在国内，阿里巴巴千岛湖数据中心利用湖水进行自然冷却，其设计年平均PUE值低于1.3。在湖南省资兴市也有直接利用湖水作为自然冷源的成功案例，通过板式换热器与服务式回水进行换热，带走服务器的散热，电制冷方案作为在极端气候条件下，不能直接利用湖水进行冷却时的一种备份方案运行。据报道，其预期PUE值达到1.17，是国内最节能的数据中心。