冷却系统故障是引起发动机水温过高的常见原因之一。冷却系统中的水泵、散热器、风扇等部件的故障都可能导致冷却系统不正常工作，进而导致发动机水温升高。例如，水泵失灵会导致冷却液无法循环，散热器堵塞会影响散热效果，风扇故障会导致风量不足，都会使发动机水温升高。
发动机本身的问题也可能导致水温过高。例如，发动机缸垫密封不良、活塞环磨损、汽缸壁存在问题等，都可能导致发动机内部温度升高，进而导致发动机水温过高。此外，发动机进气系统的故障，如进气阀门不开启、进气管道堵塞等，也可能导致发动机燃烧不完全，产生过多的热量，进而引起水温过高。
再者，外部因素也可能引起发动机水温过高。例如，高温天气下长时间行驶，或者在爬坡、拥堵路段等情况下，发动机负荷增加，散热效果不佳，容易引起水温升高。此外，使用不合适的冷却液、冷却液不足、冷却系统中气体混入等，也会影响冷却效果，导致水温过高。