Temperaturen von über 2.000C° im Volllastbetrieb erfordern eine effiziente Kühlung, welche durch den Kühlkreislauf ermöglicht wird. Die Mischung aus Wasser und Kühlmittel durchläuft dabei ein komplexes System, bestehend aus einem sogenannten kleinen und großen Kreislauf. Beim Warmlaufen des Motors zirkuliert die Kühlflüssigkeit lediglich durch den Zylinder und Zylinderkopf (kleiner Kühlkreislauf). Sobald die benötigte Betriebstemperatur erreicht ist, wird der Zugang zum Kühler geöffnet und folglich die Temperatur des Kühlmittels durch die Außenluft reduziert (großer Kühlkreislauf). Die Hauptaufgaben eines Kühlkreislaufs sind die benötigte Motortemperatur schnell zu erreichen, Gewährleistung einer konstanten Betriebstemperatur und die Vermeidung einer Überhitzung. Zudem ermöglicht der Kühlkreislauf eine Erwärmung des Fahrzeuginnenraums.