Rolą układu chłodzenia jest utrzymywanie optymalnej temperatury silnika. Zimny silnik nie pracuje w pełni sprawnie, możemy to zaobserwować zwłaszcza zimą w silnikach z zapłonem samoczynnym. Właściwa temperatura silnika ma więc istotny wpływ na stan mieszanki paliwowo-powietrznej i jej spalanie. Niższa temperatura pracy zakłóca proces spalania oraz powoduje wyższą emisję węglowodorów i tlenków węgla. Optymalna temperatura dla cieczy chłodzącej to 85-90 stopni Celsjusza, mierzona jest na wylocie z silnika.
Najważniejszą częścią układu chłodzenia jest chłodnica, która ma za zadanie odprowadzić ciepło z cieczy wypływającej z silnika. Obieg cieczy wymusza pompa wody znajdująca się przy silniku, której wirnik wnika do jego wnętrza, gdzie rozpoczyna obieg cieczy. Ciecz wypychana z silnika kierowana jest bezpośrednio do chłodnicy. To w niej ciecz traci ciepło poprzez pęd powietrza, które w nią wpada. Jeśli natomiast powietrze z zewnątrz nie daje rady ostudzić cieczy do optymalnej temperatury, chłodnicę wspomaga wentylator, najczęściej elektryczny, uruchamiany wtedy, gdy temperatura cieczy dochodzi do temperatury wrzenia. Schłodzona ciecz wraca do obiegu, trafia do silnika i rozpoczyna kolejny cykl.