Động cơ ô tô sinh ra rất nhiều nhiệt khi đang chạy và phải làm mát liên tục để tránh hư hỏng động cơ.
Nói chung, điều này được thực hiện bằng cách tuần hoàn chất lỏng làm mát thường là nước trộn với dung dịch chống đông qua các đường làm mát đặc biệt. Một số động cơ được làm mát bằng không khí chảy qua vỏ xi lanh có vây.
Cách chất làm mát lưu thông
Khối động cơ làm mát bằng nước và đầu xi-lanh có các kênh làm mát nối liền với nhau chạy qua chúng. Ở phía trên cùng của đầu xi lanh, tất cả các kênh đều hội tụ vào một ổ cắm duy nhất.
Một máy bơm, được dẫn động bởi một ròng rọc và dây đai từ trục khuỷu, dẫn chất làm mát nóng ra khỏi động cơ đến bộ tản nhiệt, đây là một dạng của bộ trao đổi nhiệt.
Nhiệt không mong muốn được truyền từ bộ tản nhiệt vào luồng không khí và chất lỏng được làm mát sau đó quay trở lại đầu vào ở dưới cùng của khối và chảy trở lại các kênh.
Thông thường, máy bơm sẽ đưa chất làm mát lên qua động cơ và xuống qua bộ tản nhiệt, tận dụng lợi thế của việc nước nóng nở ra, trở nên nhẹ hơn và dâng lên trên nước mát khi được làm nóng. Xu hướng tự nhiên của nó là chảy lên trên và máy bơm giúp lưu thông.
Bộ tản nhiệt được liên kết với động cơ bằng các ống cao su và có bình chứa trên và dưới được kết nối bằng lõi là một ngân hàng nhiều ống nhỏ.
Các ống này đi qua các lỗ trong một chồng các cánh tản nhiệt kim loại tấm mỏng, do đó lõi có diện tích bề mặt rất lớn và có thể mất nhiệt nhanh chóng cho không khí mát hơn đi qua nó.
Trên những chiếc ô tô cũ hơn, ống chạy dọc, nhưng những chiếc xe hiện đại, mặt trước thấp có bộ tản nhiệt dạng chéo với các ống chạy từ bên này sang bên kia.
Trong động cơ ở nhiệt độ làm việc bình thường, chất làm mát chỉ thấp hơn nhiệt độ sôi bình thường.
Nguy cơ sôi được tránh bằng cách tăng áp suất trong hệ thống, làm tăng điểm sôi.
Áp suất thêm được giới hạn bởi nắp bộ tản nhiệt, có van áp suất trong đó. Áp suất quá cao sẽ mở van và nước làm mát chảy ra ngoài qua đường ống tràn.
Trong hệ thống làm mát kiểu này, chất làm mát liên tục bị hao hụt nhẹ nếu động cơ chạy quá nóng. Hệ thống cần được bổ sung theo thời gian.
Những chiếc ô tô sau này có một hệ thống kín, trong đó bất kỳ phần nước tràn nào sẽ đi vào bình giãn nở, từ đó nó được hút trở lại động cơ khi chất lỏng còn lại nguội đi.
Bộ tản nhiệt cần một luồng không khí liên tục chạy qua lõi của nó để làm mát đầy đủ. Khi xe đang di chuyển, điều này vẫn xảy ra; nhưng khi nó đứng yên, một chiếc quạt được sử dụng để giúp luồng không khí lưu thông.
Quạt có thể được điều khiển bởi động cơ, nhưng trừ khi động cơ hoạt động mạnh, không phải lúc nào cũng cần đến quạt trong khi ô tô đang chuyển động, vì vậy năng lượng được sử dụng để điều khiển nó sẽ gây lãng phí nhiên liệu.
Để khắc phục điều này, một số xe ô tô có khớp nối nhớt, ly hợp chất lỏng hoạt động nhờ một van nhạy cảm với nhiệt độ có chức năng ngắt kết nối quạt cho đến khi nhiệt độ nước làm mát đạt đến một điểm cài đặt.
Các xe khác có quạt điện, cũng được bật và tắt bằng cảm biến nhiệt độ.
Để động cơ nóng lên nhanh chóng, bộ tản nhiệt được đóng lại bằng bộ điều nhiệt, thường được đặt phía trên máy bơm. Bộ điều nhiệt có một van hoạt động nhờ một khoang chứa đầy sáp.
Khi động cơ nóng lên, sáp nóng chảy, nở ra và đẩy van mở, cho phép nước làm mát chảy qua bộ tản nhiệt.
Khi động cơ dừng và nguội, van sẽ đóng lại.
Nước nở ra khi đóng băng và nếu nước trong động cơ bị đóng băng, nước có thể làm vỡ khối hoặc bộ tản nhiệt. Vì vậy, chất chống đông thường được thêm vào nước ethylene glycol để hạ điểm đóng băng xuống mức an toàn.
Không nên xả chất chống đông vào mỗi mùa hè; nó thường có thể để lại trong hai hoặc ba năm.
Trong động cơ làm mát bằng không khí, khối và đầu xi-lanh được làm với các cánh tản nhiệt sâu ở bên ngoài.
Hệ thống làm nóng van nước 
Thông thường, một ống dẫn chạy xung quanh các cánh tản nhiệt và một quạt chạy bằng động cơ sẽ thổi không khí qua ống dẫn để lấy nhiệt ra khỏi các cánh tản nhiệt.
Van nhạy cảm với nhiệt độ kiểm soát lượng không khí được quạt đẩy xung quanh và giữ nhiệt độ không đổi ngay cả trong những ngày lạnh giá.
Sửa chữa của Porsche:Sự cố hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát ô tô hoạt động như thế nào?
Hệ thống làm mát bị lỗi
Cách khắc phục quá nhiệt động cơ