虽然汽油发动机已进行了大量改进，但是在将化学能转换成机械能的过程中，汽油发动机的效率仍然不高。汽油中的大部分能量（约70%）被转换成热量，而散发这些热量则是汽车冷却系统的任务。事实上，一辆在高速公路上行驶的汽车，其冷却系统所散失的热量足以供两个普通房屋取暖！冷却系统的主要工作是将热量散发到空气中以防止发动机过热，但冷却系统还有其他重要作用。汽车中的发动机在适当的高温状态下运行状况最好。如果发动机变冷，就会加快组件的磨损，从而使发动机效率降低并且排放出更多污染物。因此，冷却系统的另一重要作用是使发动机尽快升温，并使其保持恒温。燃料在汽车发动机内持续燃烧。燃烧过程中产生的热量大部分从排气系统中排出，但仍有部分热量滞留在发动机中，从而使其升温。当冷却液的温度约为93℃时，发动机达到最佳运行状态。在这个温度下：燃烧室的温度足以使燃料完全蒸发，因此可以更好地使燃料燃烧并减少气体排放。如果用于润滑发动机的润滑油较稀薄，粘稠度较低，则发动机零件可以更灵活地运转，而发动机在围绕自身部件旋转的过程中消耗的能量也将减少。金属零件更不易磨损
液冷
液冷汽车的冷却系统通过发动机中的管道和通路进行液体的循环。当液体流经高温发动机时会吸收热量，从而降低发动机的温度。液体流过发动机后，转而流向热交换器（或散热器），液体中的热量通过热交换器散发到空气中。
风冷
某些早期的汽车采用风冷技术，但现代的汽车几乎不使用这种方法了。这种冷却方法不是在发动机中进行液体循环，而是通过发动机缸体表面附着的铝片对气缸进行散热。一个功率强大的风扇向这些铝片吹风，使其向空气中散热，从而达到冷却发动机的目的。因为大多数汽车采用的是液冷，所以本文将着重对液冷系统进行说明。汽车中的冷却系统中有大量管道。我们从泵开始逐一考察整个系统，在下一节，我们将对系统的各个部件进行详细说明。泵将液体输送至发动机缸体后，液体便开始在气缸周围的发动机通道里流动。接着，液体又通过发动机的气缸盖返回。 恒温器位于液体流出发动机的位置。如果恒温器关闭，则液体将经过恒温器周围的管道直接流回到泵。如果恒温器打开，液体将首先流入散热器，然后再流回泵。加热系统也有一个单独的循环过程。该循环从气缸盖开始输送液体，使其流经加热器风箱，然后又流回泵。对于配备有自动变速器的汽车，通常会有一个独立的循环过程来冷却内置于散热器的变速器油液。变速器油液由变速器通过散热器内另一个热交换器抽吸得到。汽车可以在远低于零摄氏度到远高于38℃的宽泛温度范围内工作。因此，不管使用何种液体对发动机进行降温，其必须具有非常低的凝固点、很高的沸点以及能吸收大量热量。水是吸收热量的最有效的液体之一，但水的凝固点太高，不适用于汽车发动机。大多数汽车使用的液体是水和乙二烯乙二醇的混合液(C2H6O2)，也称为防冻液。通过将乙二烯乙二醇添加到水中，可以显著提高沸点、降低凝固点。
