Pembakaran yang terjadi di dalam silinder dapat mecapai temperatur + 2500 C. proses pembakaran ini terjadi berulang – ulang. Oleh karena itu komponen – komponen engine menjadi panas. Untuk menjaga agar kondisi mesin tetap dapat bekerja dengan normal, kepala silinder, blok silinder, torak mekanik katup, katub dan kelengkapannya perlu mendapat pendinginan yang cukup, agar kekuatn materialnya tetap stabil.
            Pada motor bahan energi termal hasil pembakaran yang diubah menjadi energi mekanik hanya 35 – 40%. Sebagian panas diserap oleh fluida pendingin, terbawa keluar bersama – sama gas bekas, diserap oleh minyak pelumas, diserap oleh komponen – komponen utama engine. Pendinginan merupakan suatu kebutuhan bagi engine, tapi apabila ditinjau dari segi pemanfaatanenergi terma, pendinginan itu suatu kerugian. Meskipun demikian pendinginan pada suatu motor mutlak diperlukan supaya temperatur kerja dapat dipertahankan.
            Berdasarkan fluida pendingin, pendinginan yang biasa digunakan pada mesin – mesin kendaraan dapat bedakan menjadi dua macam, yaitu system pemdinginan udara dan system pendinginan air.
1. sistem pendingin udara.
Pada system pendinginan udara panas yang dihasilkan dari pembakaran gas didalam silinder, sebagian merambat melaluli dinding silinder dan blok silinder, yang selanjutnya ke sirip pendingin. Kemudian diserap oleh udara luar yang temperaturnya jauh lebih randah. Konstruksi dan jumlah sirip pendingin tergantung besar kecilnya mesin dan kecepatan perpindahan kalor dari sirip – sirip pendingin udara.
            Udara yang menyerap panas dari sirip – sirip pendingin harus mengalir supaya udara sekitar sirip – sirip temperaturnya tetap rendah. Untuk mesin – mesin yang diam atau stationer aliran udara dapat dibuat dengan cara hembusan blower.
Keuntungan dan kerugian system pendingin udara:
  1. kontruksi mesin lebih sederhana.
  2. berat mesin lebih ringan, untuk daya yang sama dengan pendinginan air.
  3. temperatur kerja mesin lebih cepat tercapai.
  4. system pendinginan udara lebih cocok untuk ukuran mesin kecil.
2. Sistem Pendinginan Air.
Pada system pedinginan air, sebahagian besar panas dari ruang bakar diserap oleh dinding silinder dan kepala silinder. Untuk mendinginkan silinder – silinder pada blok motor dan mendinginkan kepala silinder, dalam blok silinder dan kepala silinder dibuat rongga – ronga air pendingin yang biasanya disebut mantel air pendingin (water jacket).
            Mantel pendingin dihubungkan dengan radiator oleh selang radiator. Selang bagian atas untuk mengalirkan air pendingin dari mantel air pendingin ke radiator dan selang bagian bawah mengalirkan air pendingin dari radiator ke mantel pendingin.
            Air yang telah panas dalam mantel air pendingin dialirkan ke radiator untuk didinginkan. Pendinginan air pada radiator dilakukan oleh udara yang  mengalir dalam kisi – kisi radiator, sedangkan aliran udara dilakukan oleh kipas yang diputar mesin.
            Sirkulasi air pendingin pada sistem pendingianan ada dua macam yaitu, sirkulasi alam (thermosiphon) dan sirkulasi. Air pendingin yang suhunya sudah turun, akan mengalir ke blok motor.
            Pendinginan mesin yang menggunakan sistem sirkulasi alam, hanya dipakai pada mesin – mesin stationer dengan beban ringan. Karena jumlah panas persatuan waktu yang dapat diserap, dalam sistem pendinginan yang memakai sistem sirkulasi alam relatif kecil.
            Peredaran air pendingin dalam sistem sirkulasi tekanan pada dasarnya sama dengan sirkulasi alam. Untuk memperbesar jumlah panas yang dapat diserap tiap satuan waktu, sirkulasi air pendingin dipercepat dengan cara memakai pompa.
            Pompa ditempatkan antara radiator dan mesin. Air pendingin mengalir kedalam mesin dengan cara disirkulasikan oleh pompa air. Air pendngin mengalir ke radiator ke mesin oleh pompa yang diteruskan kembali ke mesin, demikianlah proses air pendingin. Supaya temperatur kerja lebih cepat tercapai, maka sistem pendinginan dengan sirkulasi tekanan, dipasang Thermostat. Pada saat mesin masih dingin, Thermostat masih menutup, sirkulasi air pendingin melalui saluran by pass. Sirkulasi air pendingin pada saat thermostat masih menutup melalui pompa, blok silinder dan kepala silinder, saluran by pass dan ke pompa kembali. Selama mesin dihidupkan dengan temperatur kerja yang normal, thermostat membuka terus.
            Setelah mesin dimatikan dan mesin sudah dingin, thermostat menutup kembali. Sistem pendinginan dengan sirkulasi bertekanan lebih baik daripada sirkulasi alam. Oleh karena itu sistem ini paling banyak dipakai.