冷却液循环：水冷系统的冷却液(水或防冻液)在发动机的水套中，吸收高温部件的热量，冷却液温度上升。冷却水泵由风扇和通过散热器的迎风气流冷却，然后冷却的冷却液被泵入水套进行循环冷却。冷却液循环有两种方式：当发动机水温低于70度时，节温器关闭，冷却液流经水泵-水套-节温器旁通管-水泵(不带散热器)，即小循环，有利于发动机启动后温度快速上升；当发动机水温超过70度时，节温器自动开启，冷却液流经水泵-水套-节温器开关阀-散热器-水泵，即大循环，增强冷却效果。

一般采用软水作为冷却液，减少散热器和水套内壁的水垢沉积，从而影响散热效果。在寒冷地区或冬季，为了防止水结冰膨胀和零件冻裂，经常使用防冻液，即防冻液与乙二醇混合在水中。例如LLC冷却剂。防冻液还可以防止金属零件生锈。在水冷系统中，总有一个辅助容器(也叫膨胀箱)，与散热器相通。冷却液受热膨胀形成蒸汽时，溢出散热器的水和蒸汽通过散热器盖上的蒸汽阀储存，冷却液冷却收缩时，可以通过排水阀补充到散热器。
