水冷却系统以水为冷却介质，它主要由散热器、水泵、节温器、冷却风扇、补偿水桶、发动机机体和气缸盖水套以及其他附属装置等组成。

　　混合气在气缸中燃烧后所产生的大量热能，约有70%不能转为发动机的机械动能，且燃烧温度可达到2600℃，这些热能约有一半随着废气排出发动机外，另一半则直接加在发动机机件上。

　　发动机必须保持一定的工作温度（为80～90℃），各机件才能维持正常的膨胀及间隙，燃料及润滑系统也才能正常作用，因此必须装设冷却系统，使发动机迅速达到工作温度，并一直保持工作温度。

　　冷却不良会导致发动机过热，各机件过度膨胀而加速磨损，甚至咬死；但过度冷却时，会造成燃油消耗及发动机功率输出降低。

　　汽车发动机冷却系统为强制循环水冷系统，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。冷却液的循环路径受节温器的控制，根据发动机工作温度由低到高的变化，冷却液的循环路径分为小循环和大循环。

　　所谓小循环，就是当冷却水或冷却液温度低于规定值（一般为80℃左右）时，受节温器控制，循环的水或冷却液不经过散热器。即水或冷却液从缸盖水套流出，经节温器直接进入水泵进水口，再由水泵送入缸体和缸盖的水套。由于水或冷却液不经过散热器，可使发动机温度迅速升高。

　　所谓大循环，就是当水或冷却液温度超过规定值（一般为90℃左右）时，节温器主阀门开启，副阀门关闭，循环水或冷却液全部经过散热器。散热后的冷却水或冷却液在水泵的抽吸下回到缸体水套内，经缸体上平面上的水孔流入缸盖的水套中，然后从缸盖出水管再流入散热器，形成一个循环系统。由于水或冷却液流动线路长，冷却强度大，故称为大循环。