Plasser drikkevannet på flaske over toppladet vanndispenser, og vannpumpen vil jobbe for å pumpe vann fra den øverste lastebøtten til de tilsvarende kjøle- og varmesystemene. Dette bringer oss til kjernemekanismen til en vanndispenser, kjølesystemet som arbeider gjennom en kompleks serie av trinn, inkludert en kompressor, kondensator, ekspansjonsventil og fordamper, for å effektivt senke vanntemperaturen. Kjølesystemet senker vanntemperaturen gjennom sirkulerende kjølemiddel, og sikrer at brukerne kan nyte kaldt drikkevann i varmt vær.
Samtidig begynner også varmesystemet å fungere, noe som egner seg spesielt godt til anledninger som krever varmt vann. Dette systemet inkluderer vanligvis et varmeelement, for eksempel en varmestav, som varmer opp vann for å gi varmt vann. Når brukeren velger varmtvann, trekkes vannet nær varmeelementet, varmes opp og tilføres deretter gjennom vannutløpet. På denne måten møter den toppladede vanndispenseren brukernes ulike behov for vanntemperatur i forskjellige årstider og miljøer.
Temperaturkontroll- og sikkerhetskontrollsystemet er ansvarlig for å overvåke og regulere temperaturen på vannet for å sikre at kaldt og varmt vann er innenfor det moderate temperaturområdet som er satt av brukeren. I tillegg kan sikkerhetskontrollsystemet forhindre overoppheting eller andre potensielle sikkerhetsproblemer, og sikre brukernes sikkerhet ved bruk av vanndispenseren.