冷却系统的核心是水泵。水泵负责将冷却液（通常是水）从冷却液箱中抽取，并通过管道引导到发动机内部。水泵的主要作用是产生足够的水压，确保冷却液能够顺利地流动到发动机各个部位。
冷却系统中还包括散热器。散热器是一种通过散热的方式将发动机产生的热量散发出去的装置。冷却液从发动机流入散热器，通过散热器的散热片与外界的空气进行热量交换，使冷却液降温后再回流到发动机，起到循环冷却的作用。
除了水泵和散热器，机车发动机冷却系统还包括热交换器。热交换器是一种用于冷却液和润滑油之间进行热量交换的装置。它能够提高冷却液的冷却效果，并同时对润滑油进行冷却，确保发动机的润滑系统正常运转。
此外，冷却系统中还有冷却液箱、水温传感器和冷却风扇等机件。冷却液箱用于储存冷却液，保证冷却液的充足供应。水温传感器则负责监测发动机的温度，一旦温度过高会发出警报，提醒驾驶员及时采取措施。冷却风扇则通过风力来增加散热器的散热效果，提高冷却系统的工作效率。