Silnik wytwarza dużo ciepła. Bez odpowiedniego sposobu jego odprowadzania, metal uległby odkształceniu, olej uległby zniszczeniu, a silnik zatarłby się. Płyn chłodzący, zwany również płynem niezamarzającym, krąży w silniku, pochłaniając to ciepło i odprowadzając je do chłodnicy, gdzie rozprowadza się do powietrza.

Płyn chłodzący to nie tylko woda. Sama woda zamarza w temperaturze 0 stopni Celsjusza i wrze w temperaturze 100 stopni, co nie jest wystarczająco dobre dla silnika pracującego w temperaturze od 90 do 105 stopni. Płyn niezamarzający, zazwyczaj glikol etylenowy lub propylenowy, obniża temperaturę zamarzania i podwyższa temperaturę wrzenia. Dodatki zapobiegają korozji, smarują pompę wodną i zapobiegają osadzaniu się kamienia. Mieszanka zazwyczaj składa się w 50% z płynu niezamarzającego i w 50% z wody.

Płyn chłodzący występuje w różnych kolorach, a kolory mają znaczenie. Zielony jest tradycyjny. Pomarańczowy to Dex-Cool, używany przez GM. Różowy i niebieski są używane przez innych producentów. Skład chemiczny płynu jest różny, a ich zmieszanie może powodować osadzanie się osadu. Zawsze należy stosować typ wskazany w instrukcji obsługi.

Płyn chłodzący z czasem ulega degradacji. Dodatki ulegają zużyciu, a płyn staje się kwaśny. Większość producentów zaleca płukanie co 48 000–160 000 km, w zależności od typu. Nieszczelność układu chłodzenia może spowodować przegrzanie, które może zniszczyć silnik w ciągu kilku minut.