冷启动预热装置的主要作用是提供额外的热能，使柴油机在低温环境下能够更好地燃烧燃料。在低温环境中，柴油的黏度会增加，使得燃油在喷嘴中的雾化效果变差，燃烧质量下降。而预热装置则能够通过提前加热燃油或者气化空气，提高燃烧质量，从而使引擎更容易启动。
低温环境下启动柴油机存在一些问题。首先是机油黏度的增加，使得润滑系统的工作效果变差，增加了摩擦和磨损。其次是燃油的冷凝现象，冷凝液可能会积聚在燃油系统中，导致供油不足，使柴油机启动困难。此外，低温环境还会对电池和起动机的性能产生不利影响，降低了起动机的扭矩输出，进一步加重了启动负荷。
冷启动预热装置的工作原理通常有两种方式：机械预热和电热预热。机械预热主要是通过加热器和冷却液流动来加热燃油和气化空气。加热器通常安装在燃油滤清器附近，利用发动机的冷却液来加热燃油。电热预热则是通过加热塞或加热线圈来加热燃油或气化空气，常见的是在气缸盖上安装的一组电热塞。