オイルクーラーには水冷式の物も存在する。これは空冷式と同様の構造を持ったクーラーコアをウォータージャケットで覆ったもので、自動車の場合はラジエーターで冷却されたクーラントをウォータージャケットに流し込み、オイルの熱を放散させる。
水冷式は空冷式に比べ熱効率に優れるため、同じ放熱量比で空冷式より小型化ができるメリットがある。また、クーラントの温度以上に冷却がされないため、多くの場合サーモスタットは不要であり、油温を一定に保つウォーマーとしての効果も期待できる。
社外品においてはクーラーコアを独立式としたものが存在する。こうした水冷式オイルクーラーはより大容量のウォータージャケットを有していたり、より軽量化できるアルミニウムボディを持ったものが存在する。
プレジャーボートなどの小型船舶においては、クーラントの代わりに船外の海水や淡水を導入してより高い放熱効果を狙う場合もある。
材質.
コア、タンクとも、熱伝導率に優れる銅や真鍮が用いられており、重量の制約が少ない定置型の産業機械や建設機械などでは鉄製のものも見られる。社外品においてはアルミニウムを用いた物も存在する。
チューニングカーとオイルクーラー.
そして次に考えられるのは冷却方式の変更である。空冷式と水冷式にはそれぞれ一長一短があり、
となっている。
モータースポーツでの使用など、常に走行風が確保でき、なおかつ導風方法などを工夫できる余地があれば、空冷式の利点が十分活かせるが、低中速走行、信号待ち、渋滞などまでを考慮した日常的な使用には、水冷式の安定性が利点となる。
そのため現在の自動車メーカーはファミリーカーでは水冷式、スポーティカーなら空冷式を選択して純正装着する場合が多い。
オイルクーラーを後付けする場合の注意点.
元々オイルクーラーを装備していない車種にオイルクーラーを設置する場合には、オイルポンプの流量を考慮して形式や配管経路を選定する必要がある。オイルポンプの流量がオイルクーラーの圧力損失に対して低すぎる場合には、油圧が大きく低下してエンジン内部の潤滑不良を発生させてしまい、設置が却って逆効果となる場合もあるので注意が必要である。