При згорянні палива в двигуні виділяється тепло, яке він повинен відводити через систему охолодження. Система охолодження відводить тепло двигуна через радіатор. Система охолодження повинна бути спроектована так, щоб прискорювати прогрівання двигуна після холодного запуску.
У більшості легкових і вантажних автомобілів використовується рідинне охолодження двигуна. «Водяне охолодження» в автомобілях допомагає не лише регулювати температуру двигуна, але і оптимізує очищення вихлопних газів, зменшує споживання палива, підвищує тривалість служби двигуна й знижує рівень шуму для комфорту й захисту навколишнього середовища.
Контур охолодження охоплює всі термічно навантажені ділянки двигуна. Охолоджуюча рідина, що циркулює в контурі охолодження, виводить тепло, яке виникає під час згоряння палива в двигуні, і забезпечує стабільний рівень температури в двигуні. Зниження потужності контура охолодження під час фази прогріву допомагає двигуну нагріватися швидше, що сприяє швидкому досягненню робочої температури. Для цього достатньо малого контуру охолодження.
Великий контур охолодження необхідний лише після того, як двигун досягне робочої температури.
Термостат контролює обидва контури охолодження та перемикається з малого контуру на великий, коли досягається температура від 80 до 90 °C. Важливо, що контур охолодження повинен бути спроектований так, щоб підтримувати постійну температуру навіть при пікових навантаженнях і екстремальних зовнішніх температурах.
Сучасна охолоджуюча рідина є складною сумішшю води й різних присадок, які не тільки знижують температуру замерзання, але й підвищують температуру кипіння до 120 °C. Інгібітори використовуються для захисту різних металів від корозії, навколо яких протікає охолоджуюча рідина, наприклад, алюмінієвих головок циліндрів.