冷却介质的选择是冷却造粒机设计中影响能耗、产品品质和设备投资的关键决策，目前最常用的介质为冷却水和冷冻空气，两者各有鲜明的适用边界。水冷却是通过钢带背面喷淋或转鼓内腔通入循环冷却水来带走热量，水的比热容大（4.18 kJ/(kg·℃)）、传热系数高（可达1000~3000 W/(m²·K)），冷却效率极高，非常适合大产量（＞3吨/小时）和物料凝固潜热较大的场合。水冷系统相对简单，投资成本较低，且冷却水可循环利用，运行费用可控。但水冷却的缺点是物料与钢带之间的温差不宜过大（否则骤冷易导致产品开裂），且钢带表面可能因水气凝结造成局部湿度升高，对吸潮性物料不利。

空气冷却则采用经冷冻除湿后的低温空气（通常5~15℃）通过风刀或风幕直接吹拂物料表面，其优势在于冷却过程干燥、洁净，不会引入水分或湿气，尤其适合易水解、易吸潮或热敏性物料（如某些异氰酸酯类、聚酯树脂）。同时，空气冷却的温降速率较温和，有助于形成致密、无内应力的晶体结构，产品外观更透亮。但空气冷却的传热系数远低于水冷（仅20~100 W/(m²·K)），相同产量下需要更大的冷却面积和更高的风速，设备尺寸和风机能耗显著增加。此外，空气冷却系统的冷冻机组耗电量大，综合运行成本通常比水冷高30%~50%。

在实际工程中，越来越多的冷却造粒机采用水冷+风冷组合模式：在物料刚布料后的初期阶段（约占总冷却长度的1/3）使用水冷进行主降温，后续阶段使用风冷进行“均化”和表面干燥。这种组合既保证了高冷却效率，又避免了水冷末端产品表面过冷或吸湿问题。还有一些高端机型采用冷却油作为间接介质，通过板式换热器与冷冻水换热后循环，油温可精确控制在±0.5℃以内，适合温度控制要求极高的特种物料。