水冷却系统以水或防冻液（统称为冷却液）为冷却介质，靠冷却水的循环流动将高温机件的热量带走，而后再将热量散发到大气中。
水冷却系统的组成如图。水套是直接铸造在汽缸体和汽缸盖内相互连通的空腔，水套通过橡胶软管与固定在发动机前端的散热器相连.形成封闭的冷却水循环通路，水泵安装在水套与散热器之间。发动机工作时.水套和散热器内充满冷却水，曲轴通过V带驱动水泵工作，使冷却水在水套与散热器之间循环流动；冷却水流经汽缸体和汽缸盖内的水套时，带走发动机热量使发动机冷却，而流经散热器时将热量散发到大气中。