循环冷却水中的微生物来自两个方面：一是冷却塔在水的蒸发过程中需要引入大量的空气，微生物也随空气带入冷却水中；二是冷却水系统的补充水或多或少都会有微生物，这些微生物也随补充水进入冷却水系统中。

循环水的温度、pH值和营养成分都有利于微生物的繁殖，冷却塔上充足的日光照射更是藻类生长的理想地方。而直流水系统没有空气冷却的蒸发过程，只有随水流带入的微生物，而且直流水系统所提供的微生物繁殖的条件不如循环水，即适宜的水温、pH值和营养成分。循环水加入的药剂和工艺泄漏物有时也会成为微生物的营养成分，促进微生物生长。

最关键的是，循环水排出的污水，又返回系统循环，造成恶性循环，而在直流水中繁殖起来的微生物立即排走了。故循环水的微生物危害比直流水严重得多，而且浓缩倍数越高越严重。如有些循环水系统，补充水中的好气异养菌总数只有10²～10³个/mL，但循环水中的好气异养菌总数可达10⁵个/mL以上，如杀生不利甚至高达10⁸个/mL，这就造成系统中微生物的严重危害。