En pumpe på motoren pumper kjølemiddel (vann eventuelt tilsatt frostvæske) gjennom en radiator hvor det avkjøles og går tilbake til motoren. Ved et tidspunkt da kjøretøyet står stille, brukes en vifte for å skape luftsirkulasjon. Radiatorer lages ofte av kobber eller aluminium. Kjølemiddelet sirkulerer i gjennom kanaler i motorblokken og i topplokket (kanalene er konsentrert rundt ventilene og toppen av sylinderne) før det sendes til toppen av radiatoren for avkjøling. Fra bunnen av radiatoren hentes kjølemiddel tilbake til motoren. Det er omkring 5-10 liter kjølevæske i motoren i en vanlig personbil. Tilstrekkelig kjøling krever at kjølevæsken sirkulerer flere tusen ganger i timen. Ved stort volum på kjølevæsken vil det på grunn av at væsken utvider seg med temperaturen være stor forskjell i væskenivå i varm og kald motor. Mange motorer har en ekspansjonstank ved siden av radiatoren der nivået varierer med temperaturen. Et trykklokk på radiatoren eller på ekspansjonstanken kan slippe ut overtrykk i kjølesystemet.