Les systèmes de refroidissement régulent la température du moteur par transfert thermique, prévenant la surchauffe et maintenant une efficacité opérationnelle optimale. Ils comprennent des radiateurs, des pompes à eau, des thermostats et des durites, assurant la circulation du liquide de refroidissement dans le bloc-moteur et la culasse. Les radiateurs dissipent la chaleur via un noyau et des ailettes, en utilisant le flux d'air généré par des ventilateurs entraînés par le moteur ou électriques. Les pompes à eau assurent la circulation du liquide de refroidissement, tandis que les thermostats régulent le débit en fonction de la température. Les systèmes modernes intègrent de plus en plus des ventilateurs de refroidissement à commande électronique et des pompes à eau à déplacement variable pour une gestion thermique améliorée et une meilleure économie de carburant.