冷卻系統主要由以下部件構成：

水泵，其作用是對冷卻液加壓，保證冷卻液在冷卻系統中循環流動，汽車發動機通常采用離心式水泵。

散熱器，由供水室、出水室和散熱器芯組成，是熱交換器，冷卻液在散熱器芯內流動散熱，冷空氣在散熱器芯外通過吸收熱量升溫。

冷卻風扇，風扇轉動時吸入空氣，通過散熱器，提高散熱器的散熱能力，加速冷卻液的冷卻。

節溫器，這是控制冷卻液流動路徑的閥門，根據冷卻液溫度高低，打開或關閉通向散熱器的通道。

補償水桶，也叫補償罐或膨脹罐，當冷卻液受熱膨脹時，部分冷卻液流入其中，冷卻液冷卻后，部分冷卻液又回流到散熱器，保證冷卻液不會溢出。

還有水溫感應器或溫度傳感器，用于監測發動機的溫度，當溫度過高或過低時，發出信號給控制系統，調整冷卻系統的運行狀態。

發動機機體和氣缸蓋中的水套，利于冷卻液帶走熱量。

此外，還有冷卻液，是特殊液體，能在高溫下流動且不易沸騰，有高沸點和低冰點，吸收并傳遞發動機熱量。

散熱器蓋用于儲存冷卻液在循環中溢出的部分，還能在壓力過高時通過安全閥釋放壓力。

冷卻系統的這些部件共同工作，防止發動機過熱，讓發動機在合適溫度下運行，確保發動機相關零部件不致因高溫受損，提升發動機工作效率和壽命。