冷却系统的核心部分是散热器。散热器通常位于发动机前部，并通过一系列管道与发动机相连。当发动机运转时，冷却液从发动机中的水套或水箱中流入散热器。散热器内部有一系列细小的管道，通过这些管道，冷却液与外部的空气进行热交换。这样，热气被带走，从而降低了冷却液的温度。
冷却液是冷却系统中的另一个重要组成部分。它通常是一种混合物，由水和防冻液组成。冷却液通过冷却系统循环流动，从而将发动机内部的热量带走。除了冷却作用之外，冷却液还具有防止冷却系统结垢和腐蚀的作用。
水泵是冷却系统的另一个重要组成部分。它通常由发动机的曲轴带动，将冷却液从散热器中吸入，并将其推向发动机。水泵的转动产生的压力使冷却液能够顺畅地在整个冷却系统中流动。
除了散热器、冷却液和水泵，水冷发动机还包括其他一些部件，如热交换器、恒温器和冷却风扇。热交换器通常用于冷却发动机油或变速器油，以防止其过热。恒温器则控制冷却液的温度，确保发动机在适宜的温度范围内工作。冷却风扇则通过风力来增强散热器的散热效果，在高温环境下提供额外的冷却。