La reacción química que se produce al quemarse el combustible en el interior del motor genera una gran cantidad de calor que recogen las piezas que forman la cámara de combustión (culata y pistón). Si estas piezas no evacúan el calor recibido se deterioran rápidamente originando graves averías en el motor.

El sistema de refrigeración tiene la función de transmitir el calor que recoge de la culata y del bloque de cilindros para cederlo a la atmósfera.

Todo el sistema está formado por un circuito cerrado lleno de líquido de refrigeración. El circuito lo componen el bloque de cilindros, la culata, el radiador, la bomba, el termostato, el electroventilador, los conductos o manguitos y el depósito expansor.

El bloque de cilindros y culata tienen una serie de cavidades interiores por donde circula el líquido y recoge el calor. El líquido entra primero al bloque y va ascendiendo hasta la culata por donde sale. Entre el bloque y la culata se coloca una junta de material sintético que se denomina junta de culata. Su misión es mantener completamente estanca la unión entre el bloque y la culata, evitando que se produzcan fugas de compresión de los cilindros, de líquido refrigerante y de aceite.

El radiador está formado por dos depósitos unidos por multitud de pequeños conductos. Entre los conductos se coloca una fina lámina metálica en contacto con el aire. El líquido entra a uno de los depósitos del radiador y pasa por los pequeños conductos al otro depósito por donde sale. Al pasar el líquido por los conductos cede el calor que ha recogido del motor al aire, saliendo del radiador con una menor temperatura.

Si el flujo de aire por el radiador es insuficiente para recoger todo el calor del líquido se pone en funcionamiento el electroventilador. De esta forma se crea un flujo de aire adicional que posibilita la cesión del calor.

El líquido fría es aspirado por la bomba que lo impulsa de nuevo hacia el bloque para repetir todo el circuito. La bomba es de tipo centrífugo y recibe el movimiento a través de una correa desde el cigüeñal. Aunque algunos vehículos utilizan bombas eléctricas que siguen empujando al líquido aunque el motor esté parado.

El termostato es una válvula que actúa en función de la temperatura. Se coloca a la salida del líquido de la culata. Si el motor está frío, el termostato permanece cerrado, desviando el líquido a través de un conducto de nuevo a la bomba, sin pasar por el radiador. Con esto se consigue reducir el tiempo de calentamiento del motor al no ceder el líquido el calor a al atmósfera. Cuando el motor se calienta, el termostato se abre dejando pasar el líquido hacia el radiador.

El deposito expansor sirve para disponer de una reserva de líquido y para compensar las dilataciones del líquido cuando se calienta. El circuito está presurizado y trabaja a una presión en torno a 1 kp/cm². Cuando la presión en el circuito es superior, el tapón del radiador deja pasar líquido hacia el depósito hasta que la presión baja. Al enfriarse el líquido y contraerse, la presión desciende. El tapón del radiador deja pasar el líquido desde el depósito expansor hacia el circuito.

Al trabajar el circuito bajo presión es muy importante no abrir el tapón del depósito cuando el motor está caliente. La presión puede originar salpicaduras de líquido caliente, causando graves quemaduras.

El nivel de líquido refrigerante está indicado en el depósito expansor. No debiendo estar nunca por debajo del mínimo. Si el nivel es superior, el líquido al dilatarse llenará completamente el depósito, dejando el tapón salir al exterior al líquido sobrante. El nivel de líquido debe comprbarse siempre cuando el motor está frío. En caso contrario, la dilatación del líquido refrigerante nos dará un nivel erróneo.