水冷エンジンと空冷エンジンの主な違いはいくつかあります。
空冷エンジンは、シリンダーの周りおよびピストンシリンダーヘッドの頂部の全部に冷却フィンを組み込んだエンジンシリンダーの設計を採用しています。これらのフィンはシリンダから熱を奪い、熱を放射します。車両が駆動されるにつれて、空気はフィン上に導かれ、より多くの熱を放散する。一部の車両には、エンジンを冷却しておくのを助けるためにフィンを横切って吹き飛ばすベルト駆動式または電動式のファンが組み込まれている場合があります。エンジンの中には、エンジンの熱い空気を使って車室内を加熱するものがあります。空気で冷却されたエンジンは、一定の作動エンジン温度を維持するのがより困難な時間を有する。これは、より寒い条件または極端な熱条件でのエンジンの動作に影響を与える可能性があります。
エンジンを冷却するために使用されるフィンの代わりに、水冷式のエンジンではエンジンブロックとヘッドはしっかりと鋳造されますが、シリンダーの周りのエンジンブロックとシリンダーヘッドのシリンダー上の内部に通路があります。エンジンは、エンジン上のこれらの通路に接続されたウォーターポンプを利用する。ウォーターポンプは、ベルト、ギア、または電動モーターで駆動できます。システムには、モーターを流れる水（クーラント）から熱を放出するために使用されるラジエーターがあります。サーモスタットは、エンジンからラジエータまでの通路に入れられます。水または冷却水の温度は、サーモスタットによって維持される。サーモスタットは、冷却液のラジエータへの流れを制御する。ウォーターポンプが回転すると、クーラントはエンジンを介してポンプで送られる。冷却剤は、燃焼プロセスからのエンジンの熱を吸収し、伝達する。冷却剤が加熱されると、サーモスタットは、冷却剤温度が約190度の設定温度に達するまで、ラジエータに流れを制限する。次に、冷却剤がラジエータに流入し、冷却水の熱がラジエータフィンに伝達され、空冷式エンジン上のフィンのように周囲の空気に放散される。ラジエータは、冷却フィンを横切って空気を吹き込むための電気的または機械的ファンを有する。サーモスタットは、一定のエンジン内部冷却水温度を維持するために必要に応じて開閉する。エンジンの温度は空気冷却式エンジンよりも良好に制御される。クーラントは、ヒーターコアと呼ばれる小型のラジエーターを通って流れて車両の内部を加熱するために車室内に送られることもできる。
一部のエンジンでは、空冷式エンジン特性の一部と混合された水冷システムを使用してエンジンを冷却し、フルサイズの水冷システムの重量を軽くするハイブリッド設計を使用する場合があります。これらのシステムは、熱を放散する空冷領域を有するより小型のラジエータまたは薄型軽量ラジエータおよびエンジン設計を使用することができる。
空冷式エンジンの利点は、ラジエータ、ウォーターポンプ、サーモスタット、クーラント、またはホースを使用せずに軽量であることです。短所は、ウォーミングが早くなく、一定のエンジン温度を維持できないことです。これは極端な寒さや高温のような気候変動のエンジン性能と排出に影響します。エンジンが冷たくなると、燃料が正しく流れていきます。
水冷式エンジンの利点は、空冷式エンジンよりも迅速にウォームアップし、エンジン温度を良好に保つことができることです。これは、エンジン性能と排気ガスを維持するのに役立ちます。水冷エンジンの欠点は、ラジエータ、ウォーターポンプ、クーラント、ホースなどの冷却システム部品の追加重量とともに、エンジン設計の追加重量です。