水冷エンジン
熱機関の全体まで視野を広げれば水冷の歴史は古く、「ニューコメンの蒸気機関」の名がある18世紀の大気圧機関において、冷却して水蒸気を凝縮液化し低圧状態を作って大気圧にピストンを押させるために、冷水をその大きなシリンダー内に注水していた。もっとも、後の内燃機関の冷却は熱機関として仕事をするための冷却ではないため、理論的には位置付けが異なったものと言えなくもない。
空冷エンジンは簡易だが、条件によっては冷却効率が悪く温度管理も難しいため、内燃機関の発達につれて比熱の大きい水を冷却媒体とする手法が考案された。当初の水冷エンジンでは冷却水はエンジンの上に設置された大きな開放水槽に満たされており、その循環は対流に任せるのみ(サーモサイフォン(英語版)方式)で、冷却水は蒸発して減っていくためその分新しい水を足す構造だった。こうした方式は定置動力用や農業用の小型エンジンなどでは1960年代まで用いられていた。
一方、1890年代ごろから生産されるようになったガソリンエンジンを搭載した自動車では予備水を搭載し常に補水の必要がある開放水槽式は実用的ではなかったことから、より熱交換性に優れたラジエーターを利用して冷却水を循環再使用する方式が考案された。1890年代後半には、冷却フィン(ひれ)を設けたパイプをくねらせた原始的なラジエーターが水冷エンジン自動車に装備されるようになった。
ただし、オートバイの水冷エンジンではラジエーター登場後も水槽冷却が比較的長い時期使われ続け、開放水槽の代わりに密閉された水槽を用いたものもあった。
オートバイの種類の中では、クルーザー型にみられるような「米国における伝統的観念」という心理的障壁による商品化の困難さを除いては、その走行条件の激しさや要求性能の厳しさから最も水冷化が困難とされていたモトクロッサーで水冷エンジンが普及したのは、ヤマハ発動機が1981年に発表したヤマハ・YZ125以降であった。
20世紀後半の1960年代以降は、ロングライフクーラント(LLC)と呼ばれる気温の高い時期を含む長期間の利用が可能な不凍液が普及した。LLCはエチレングリコールのほかに、防錆剤や消泡剤などを混合することで冷却水路内部の劣化を防止し、最低でも2年から4年程度の無交換を許容するメンテナンスフリー(冷却水の長期無交換と冷却系の保護)を狙ったものであり、真水の硬度などの諸成分が異なる各国の事情に合わせて、様々な添加剤(英語版)が用いられてきた。しかし、1977年にLLC中に防錆剤として添加されていたアミンと亜硝酸塩の化学反応により発癌性物質を形成する事が明らかとなり、それ以降は有機酸やノンアミンのLLCの開発が進められ、1990年代後半にはPRTR制度の施行に伴い、2008年にエチレングリコールが同制度の指定から解除されるまでは同制度に非該当であったプロピレングリコールの採用が環境対策として一時的に広がり、2000年代以降は両成分を主体に交換周期を8年から10年まで大幅に向上させた長寿命LLCの普及も進められている。