Ilman jäähdytysjärjestelmää moottorisi ylikuumenisi varmasti muutamassa minuutissa, kun ajoneuvo polttaa polttoainetta. Varhaiset autot "ilmajäähdytettiin" ilman nestemäistä jäähdytysnestettä, mutta suorituskyvyn saavuttamiseksi insinöörit ymmärsivät, että tarvitaan vankka jäähdytysjärjestelmä.
Auton jäähdytin toimii lämmönvaihtimena siirtäen ylimääräistä lämpöä moottorin nestemäisestä jäähdytysnesteestä ilmaan. Jäähdytin koostuu putkista, joiden läpi kuuma jäähdytysneste virtaa, suojakorkista, joka on itse asiassa paineventtiili, ja säiliöstä kummallakin puolella jäähdytysnesteen ylivuodon keräämiseksi.
Lisäksi jäähdytysnestettä kuljettavat putket sisältävät yleensä turbulaattorin, joka ravistelee sisällä olevaa nestettä.
Tällä tavalla jäähdytysneste sekoitetaan yhteen jäähdyttäen kaiken nesteen tasaisesti, ei vain jäähdyttäen nestettä, joka koskettaa putkien sivuja. Luomalla turbulenssia putkien sisään nestettä voidaan käyttää tehokkaammin.
Lämmönvaihdin on laite, jota käytetään haihduttamaan lämpöä koneesta ja vuorostaan lämmittämään ilmaa ympärillään.
Yksinkertaiset ilmajäähdytteiset moottorit ja monet elektroniikka käyttävät nykyään ohuita metalliripoja, jotka tunnetaan nimellä jäähdytyselementit, jotta ne imevät ilmaa jäähtyäkseen. Moottoreissa jäähdytyselementit on tyypillisesti kiedottu sylinterinkannen ympärille lähellä polttokammioiden sijaintia.
Ilmajäähdytteinen moottorilohko on erittäin yksinkertainen valmistaa, mutta se ei jäähdytä tarpeeksi tehokkaasti pysyäkseen nykyaikaisten suorituskykyvaatimusten tasalla. Tästä syystä tyypillinen autojen jäähdytysjärjestelmä käyttää nykyään vesijäähdytteistä järjestelmää, joka sisältää auton jäähdyttimen, moottorin jäähdytysnesteen ja vesipumpun, joka paineistaa kuuman nesteen sarjan jäähdyttimen letkuja ja putkia.
Auton jäähdytin toimii täsmälleen samoilla lämmönsiirtoperiaatteilla kuin yksinkertainen jäähdytyselementti; jäähdyttimessä on satoja noita ripoja.
Jäähdyttimen imusäiliö vastaanottaa kuumaa nestettä moottorilohkosta, joka kulkee näiden ripojen läpi, missä jäähdytystuulettimet pakottavat ilmaa niiden väliin. Tämän seurauksena jäähdytin jäähdyttää kuumaa nestettä ja palauttaa sen oikeaan käyttölämpötilaan ennen kuin se lähettää sen takaisin moottoriin.
Ilmajäähdytys saadaan aikaan, koska jäähdytyselementillä on suuri pinta-ala suhteessa alla oleviin komponentteihin, kun se tulee kosketukseen ympäröivän ilman kanssa. Riittävä ilmavirtaus on myös tarpeen, jotta järjestelmä toimisi tehokkaasti, ja se saattaa tarvita myös jäähdytystuulettimen, joka puhaltaa viileää ilmaa evien yli ja säätelee lämpötilaa.
