通常，車輛引擎在燃燒過程中，會產生極高的溫度；而其中約1/3的熱能將轉化成動能，以用來推動車輛。其餘的熱量，則必須透過機油及車輛本身的排放/冷卻系統排出引擎；否則，過熱引擎容易引起爆震、燃料預燃、廢氣排放或引擎無力等狀況。因此，引擎必須要有效率的散熱及抑制溫度的上升。
車輛冷卻系統的作用，是利用冷卻液，透過水幫浦的泵送，經由引擎水套，以帶走燃燒過程中所剩餘的熱；包括來自活塞區域、燃燒室、汽缸壁、汽缸蓋、排氣口及其他引擎部位的熱。此時，帶著熱量的冷卻液，從水套經水箱水管流入水箱，再由散熱風扇及車輛行駛時所引進的空氣降溫後，重新回到引擎。
在引擎啟動時，節溫器是關閉的；此時，水幫浦將冷卻液從引擎體下方的汽缸水套導入，在經過汽缸蓋流回水泵後，繼續重複相同的循環（即所謂的小循環）。如此，可讓引擎迅速的達到工作溫度。
而當引擎溫度超過預定溫度時，節溫器將自動開啟；讓昇溫後冷卻液能順利的循環整個水箱，以達到引擎降溫效果（即所謂的大循環）。此時，節溫器會隨溫度變化而不斷重複開啟/關閉的動作；以讓引擎能維持在正常的工作溫度。
若節溫器卡在開啟位置時，冷卻液將始終處於大循環狀況下；如此，引擎勢必無法達到正常的工作溫度，而需更多的汽油來溫車，那就會有耗油的情形產生。同時，由於引擎沒有達到工作溫度，亦導致機油的潤滑變差、機械間隙密合不良、噪音大磨損多；這將加速引擎的異常磨損而損壞。
若節溫器卡在全閉位置時，冷卻液將始終處於小循環狀況下；如此，引擎熱氣無法被排出去，而導致引擎溫度持續上昇，終致過熱縮缸。
因此，當冷卻液內的抑止劑效能逐漸失效，而開始產生腐蝕/黏稠物累積時，節溫器將逐漸堵塞；進而影響其對細微溫度變化的敏感度。此時，將影響節溫器判斷何時該進行開啟/關閉動作時的準確度，而讓大/小循環應有的昇溫/散熱效能下降；使得引擎無法維持引擎穩定的工作溫度，進而影響引擎整體的效率與性能表現。
同時，由於冷卻液的循環流動是靠水幫浦來推動，因此，如果水幫浦的運轉不正常，將影響冷卻液在冷卻系統內的流動速度；將降低帶走熱量的散熱效率，並造成引擎異常高溫而導致性能表現的下降。另外，水幫浦運轉不良亦會影響冷卻液使用壽命。
水箱分為主水箱及副水箱；當主水箱運作時，會將引擎內熱的冷卻液引導至水箱的上方，再經由小水管往下流。此時，主水箱上的散熱片可增加與空氣接觸的面積，並經分水管流至水箱下方，再經過管路流回引擎；讓熱能以最快的速度散發出來，以達到冷卻的目的。因此，防止散熱片生成銹垢是非常重要的。
主水箱內的冷卻液受熱膨脹後，會經由壓力蓋閥門而溢流至副水箱。而等到水箱中的冷卻液冷縮後，就會再將副水箱中的冷卻液吸回來。因此，壓力蓋是冷卻系統的安全閥；而只有在冷卻系統沒有洩漏情況下，壓力蓋的洩壓作用始能發揮，以避免冷卻系統內的壓力過高，而造成如水管爆裂或漏水情況。
另外，冷卻系統內的管路及水套，亦會因使用久了而產生金屬銹泥或水垢；如此，將會造成水道阻塞，減少循環的冷卻水量，而使冷卻效果大打折扣。
因此，冷卻系統定期的保養及適時的更換冷卻液，對維持冷卻系統正常運作及恢復引擎性能表現上，就相對的非常重要。
