Motor z notranjim izgorevanjem potrebuje hladilni sistem, ki preprečuje poškodbe in okvare, ki jih povzročajo visoke temperature. Skoraj vsi avtomobili uporabljajo hladilno tekočino. Kot hladilna tekočina je uporabljena mešanica antifriza in vode. To preprečuje, da v nizkih temperaturah ozračja zmrzne. Voda hladilne tekočine leži v sprednjem delu in večinoma sestoji iz aluminija. V starih avtomobilih je izdelana iz medenine. Zračni pretok omogoča hlajenje tekočine. Ventilator zagotavlja potreben dotok zraka, ko je avtomobil v mirujočem stanju pri nizki hitrosti.

Vodna črpalka hladilno tekočino črpa v hladilen krog. Hladilni sistem motorja nadzira termostat, ki nadzira ventil. Ko temperatura preseže določeno točko (približno 75°C) se ventil odpre. Če to ni zadostno in temperatura preseže sledeč limit (90°C) se vklopi ventilator. Sistem vključuje ekspanzijsko posodo, ki nadzira ekspanzijo hladilne tekočine, ko je temperatura povečana.