闭式循环系统同样是采用水泵加压原理，采取的方式为：自取水口取水后，由供水泵打至沉淀池，经沉淀池沉淀以后再将冷却水分配给各机组。
该套系统由尾水冷却器、循环水池及泵房、循环水泵及电器控制柜、供水总管、回水总管5部分组成。工作原理是在清水期将循环水池充满清水，在浑水期利用循环水泵将池内清水打入冷却器，经过冷却后进入机组供水母管，分配至各台机组冷却系统使用，各台机组冷却后的回水汇入回水母管，返回循环水池，从而形成闭式循环技术供水。
优势：因为没有从河面取水，而保证了进入机组的水源的清洁，不会因为水中杂质造成水泵及机组的损坏。
弊端：投入成本高昂，而且对原本紧凑的水电站厂房有更高的空间要求，需要根据机组用水量修建沉淀池，泵房，增加大量管道设备（参见对比图1闭式循环技术供水系统与图2自流减压技术供水系统），还需要布置远程控制系统。
因为其冷却水来源为水泵，水泵运行效率的不断下降与厂用电的大量消耗无法避免，而且冷却器的工作效率不高也是一个较为普遍的问题。
图1 闭式循环技术供水系统
图2 自流减压技术供水系统