发动机冷却系统主要分为水冷系统、空气冷系统以及一些特殊冷却系统。
水冷系统是目前汽车中应用最广泛的冷却系统之一。它通过循环水的方式将发动机产生的热量带走。水冷系统通常由发动机水泵、散热器、恒温器、水箱等组成。发动机水泵负责将冷却液从水箱吸入，并通过散热器散发热量，然后再将冷却液回流至发动机，循环往复。水冷系统的优点是冷却效果好，稳定性高，适用于大功率发动机。但它也有一些缺点，比如水冷系统的重量较大，造成车辆整体重量增加。
空气冷系统是另一种常见的发动机冷却系统。它通过将空气直接流过发动机表面，利用空气的吸热作用来散热。空气冷系统通常由散热器、风扇和风道等组成。发动机产生的热量通过散热器散发到空气中，风扇负责吹过散热器的空气，加速散热过程。空气冷系统的优点是结构简单，重量轻，适用于小型车辆和低功率发动机。然而，它也存在着冷却效果相对较差的问题，特别是在高功率和高温环境下。
此外，一些高性能的跑车和赛车可能会采用液氮冷却系统，利用液氮的低温来达到更好的冷却效果。一些先进的发动机技术也在探索更高效的冷却方式，比如使用液态金属来传导热量。