Найважливішою складовою системи охолодження є водяний радіатор.

Складається з серцевини радіатора і баків для рідини з усіма необхідними перемикачами і консолями. Серцевина радіатора в свою чергу складається з системи проводів і ребер, верхніх та нижніх баків, а також бічних частин. Зазвичай в широко застосовуваних радіаторах баки c охолоджуючої рідиною виготовлені з поліаміду зі скляними волокнами, перед тим як зміцнити баки на серцевині, на них надягають прокладку, а їхні краї обвивають серцевину.

На сьогоднішній день помітна тенденція застосування радіаторів, виготовлених повністю з алюмінію, які відрізняються малою вагою і невеликою шириною, і можуть піддаватися 100% рециклінгу. Тепло, що виникає в двигуні в результаті процесу згоряння, приймається охолоджуючої рідиною, а потім повітря, що проходить через серцевину радіатора, забирає це тепло у охолоджуючої рідини. Радіатори встановлюють таким чином, щоб вони знаходилися в потоці повітря, що виникає під час їзди. Радіатори розрізняються конструкцією. У осадових радіаторах рідина потрапляє в радіатор зверху і випливає знизу. У разі поперечних радіаторів рідина впливає збоку і випливає з протилежного боку. Поперечні радіатори нижче і використовуються головним чином в легкових автомобілях. Аварії трапляються найчастіше в результаті механічних пошкоджень і негерметичності.