Quando il motore è in funzione, la temperatura dei gas all'interno del cilindro può raggiungere i 1727-2527 gradi. Se non vengono raffreddati tempestivamente, i componenti del motore si surriscaldano, soprattutto quelli a diretto contatto con i gas caldi. L'espansione termica può compromettere le distanze corrette, causando il blocco o addirittura il grippaggio delle parti mobili. Le alte temperature possono anche ridurre la resistenza meccanica dei componenti del motore e rendere inefficaci i lubrificanti. La funzione principale del sistema di raffreddamento è dissipare parte del calore assorbito dai componenti riscaldati, garantendo il funzionamento del motore a temperature ottimali. I sistemi di raffreddamento possono essere classificati come raffreddati ad aria-o ad acqua-a seconda del mezzo di raffreddamento. I sistemi raffreddati ad aria-dissipano il calore direttamente dai componenti del motore ad alta-temperatura nell'atmosfera. I sistemi raffreddati ad acqua trasferiscono questo calore all'acqua di raffreddamento e quindi lo dissipano nell'atmosfera.
Poiché la maggior parte dei veicoli utilizza motori raffreddati ad acqua-, questo articolo si concentra sul ciclo di raffreddamento dei motori raffreddati ad acqua-. Il ciclo di raffreddamento di un motore-raffreddato ad acqua può essere suddiviso in un "ciclo piccolo" e un "ciclo grande". Il "circuito piccolo" si riferisce all'acqua di raffreddamento che circola solo all'interno del motore, mentre il "circuito grande" fa circolare l'acqua di raffreddamento tra il motore e lo scambiatore di calore (radiatore). Perché sono necessari questi due circuiti? Quando il motore è freddo, una piccola quantità di acqua di raffreddamento circola attraverso il motore per raggiungere rapidamente la temperatura di esercizio. Una volta che il motore raggiunge la temperatura di esercizio, la valvola di controllo della temperatura (comunemente nota come "tartaruga d'acqua") che controlla la transizione tra il circuito grande e quello piccolo si apre, consentendo all'acqua di raffreddamento di fluire nel radiatore, dove l'aria può rimuovere il calore. Maggiore è la temperatura del motore, più la tartaruga d'acqua si apre, aumentando la portata dell'acqua di raffreddamento e rimuovendo più calore. La circolazione dell'acqua di raffreddamento è azionata da una pompa dell'acqua, azionata dalla velocità del motore. Pertanto, maggiore è la velocità del motore, più efficiente sarà la pompa dell'acqua.
