汽車水泵在汽車中起著至關重要的作用。

它對冷卻液加壓，保證冷卻液在冷卻系中循環流動，讓水不斷循環經過散熱器和發動機缸體各部件，帶走熱量，確保發動機不高溫。

在汽車發動機的缸體里，有多條供冷卻水循環的水道，這些水道與汽車前部的散熱器通過水管相連，構成大的水循環系統。發動機的上出水口裝有水泵，由風扇皮帶帶動，把缸體水道內的熱水泵出，冷水泵入。

水泵旁邊還有節溫器，汽車剛發動時，節溫器不打開，冷卻水只在發動機內循環，待發動機溫度達 80 度以上，節溫器打開，發動機內熱水被泵入水箱，汽車前行時的冷風吹過水箱帶走熱量。

早期汽車發動機用純水冷卻，靠熱對流自然現象循環，之后增添水泵讓冷卻水更快速流動。

現代汽車發動機冷卻系統多采用離心式水泵，其安裝位置多在冷卻系統中部或頂部，頂部安裝易產生空穴現象。

水泵泵水量很大，如 V8 發動機，怠速時約 750L/h，高速時約 12000L/h。

水泵設計出現陶瓷密封件，更耐磨但易被硬質顆粒擦傷，密封若滲漏會沖掉水泵軸承的潤滑。

水泵工作原理是發動機通過皮帶輪帶動其軸承和葉輪轉動，冷卻液被葉輪帶動，在離心力作用下被甩到泵殼邊緣產生壓力，從出水口或水管流出。