冷卻劑是一種物質，通常是液體或氣體，用于降低或調節系統的溫度。理想的冷卻劑具有高熱容量、低粘度、低成本、無毒、化學惰性，并且既不會導致也不會促進冷卻系統的腐蝕。一些應用還要求冷卻劑是電絕緣體。雖然術語冷卻劑通常用于汽車和HVAC應用，但在工業加工中，傳熱流體是一個更常用于高溫和低溫制造應用的技術術語。該術語還涵蓋切削液。工業切削液大致分為水溶性冷卻液和純切削液。水溶性冷卻劑是水包油乳液。它具有來自零油（合成冷卻劑）的不同油含量。這種冷卻劑可以保持其相態并保持液態或氣態，也可以經歷相變，潛熱增加了冷卻效率。后者，當用于實現低于環境溫度時，通常被稱為制冷劑。

空氣是冷卻劑的常見形式。空氣冷卻使用對流氣流（被動冷卻）或使用風扇的強制循環。氫氣用作高性能氣態冷卻劑。它的熱導率高于所有其他氣體，具有高比熱容、低密度和低粘度，這對于易受風阻損失的旋轉機器來說是一個優勢。氫冷渦輪發電機是目前大型發電廠中最常見的發電機。惰性氣體在氣冷核反應堆中用作冷卻劑。氦吸收中子并具有放射性的傾向較低。二氧化碳用于Magnox和AGR反應器。六氟化硫用于一些高壓電力系統（斷路器、開關、一些變壓器等）的冷卻和絕緣。蒸汽可用于需要氣態形式的高比熱容并且考慮到熱水的腐蝕性的情況。

一些冷卻劑在同一回路中以液體和氣體形式使用，除了流體的非相變熱容量外，還利用沸騰/冷凝相變的高比潛熱、汽化焓。制冷劑是用于通過液體和氣體之間的相變來達到低溫的冷卻劑。經常使用鹵代甲烷，最常見的是R-12和R-22，通常與液化丙烷或其他鹵代烷如R-134a一起使用。無水氨經常用于大型商業系統，二氧化硫用于早期的機械冰箱。二氧化碳(R-744)用作汽車、住宅空調、商業制冷和自動售貨機的氣候控制系統的工作流體。許多其他優秀的制冷劑由于環境原因而被淘汰（由于臭氧層影響，CFCs，現在它們的許多繼任者由于全球變暖而面臨限制，例如R134a）。熱管是制冷劑的一種特殊應用。有時以這種方式使用水，例如在沸水反應器中。相變效應可以被有意使用，也可以是有害的。相變材料使用固體和液體之間的其他相變。液態氣體可能落入此處，或落入制冷劑中，因為它們的溫度通常通過蒸發來維持。液氮是實驗室中最著名的例子。相變可能不會發生在冷卻界面，而是發生在液體表面，熱量通過對流或強制流動傳遞到此處。

水是最常見的冷卻劑。其高熱容量和低成本使其成為合適的傳熱介質。它通常與添加劑一起使用，如緩蝕劑和防凍劑。防凍劑是一種合適的有機化學物質（最常見的是乙二醇、二甘醇或丙二醇）在水中的溶液，當水基冷卻劑必須承受低于0°C的溫度時，或者當其沸點必須達到提高。甜菜堿是一種類似的冷卻劑，除了它是由純植物汁制成的，因此無毒或難以生態處理。

• 非常純凈的去離子水，由于其相對較低的電導率，用于冷卻一些電氣設備，通常是大功率變送器和大功率真空管。
• 重水是一些核反應堆中使用的中子慢化劑；它還具有作為冷卻劑的輔助功能。輕水反應堆，沸水和壓水反應堆最常見的類型，使用普通（輕）水。一些設計，例如CANDU反應堆，使用這兩種類型；非加壓排管罐中的重水作為慢化劑和補充冷卻劑，輕水作為主要傳熱流體。

聚亞烷基二醇(PAG)用作高溫、熱穩定的傳熱流體，具有很強的抗氧化性。現代PAG也可以是無毒無害的。切削液是一種冷卻劑，也可用作金屬成形機床的潤滑劑。油通常用于不適合水的應用。由于沸點比水高，油可以升高到相當高的溫度（高于100攝氏度），而不會在所討論的容器或回路系統中引入高壓。許多油的用途包括傳熱、潤滑、壓力傳遞（液壓流體），有時甚至是燃料，或同時具有多種此類功能。

• 礦物油在許多機械齒輪中用作冷卻劑和潤滑劑。也使用一些植物油，例如蓖麻油。由于其高沸點，礦物油用于住宅應用中的便攜式電散熱器式空間加熱器，以及用于工業過程加熱和冷卻的閉環系統。礦物油通常用于浸沒式PC系統，因為它不導電，因此不會短路或損壞任何部件。
  • 聚苯醚油適用于需要高溫穩定性、極低揮發性、固有潤滑性和/或抗輻射性的應用。全氟聚醚油是它們更具化學惰性的變體。
  • 使用二苯醚(73.5%)和聯苯(26.5%)的低共熔混合物，因為它的溫度范圍寬且在400°C下穩定。
  • 多氯聯苯和多氯三聯苯用于傳熱應用，因其低可燃性、耐化學性、疏水性和良好的電性能而受到青睞，但由于它們的毒性和生物累積性，現已逐步淘汰。
• 硅油和氟碳油（如fluorinert）因其廣泛的工作溫度范圍而受到青睞。然而，它們的高成本限制了它們的應用。
• 變壓器油用于大功率電力變壓器的冷卻和附加電絕緣。通常使用礦物油。硅油用于特殊應用。多氯聯苯通常用于舊設備，現在可能存在污染風險。

燃料經常用作發動機的冷卻劑。冷燃料流過發動機的某些部分，吸收其廢熱并在燃燒前進行預熱。煤油和其他噴氣燃料經常在航空發動機中發揮這一作用。液態氫用于冷卻火箭發動機的噴嘴。無水冷卻劑用作傳統水和乙二醇冷卻劑的替代品。沸點高于水（約370F），冷卻技術可防止沸騰。該液體還可以防止腐蝕。氟利昂經常用于例如電子產品的沉浸式冷卻。

液態易熔合金可用作需要高溫穩定性的應用中的冷卻劑，例如一些快中子增殖核反應堆。鈉（在鈉冷快堆中）或鈉鉀合金NaK經常使用；在特殊情況下可以使用鋰。另一種用作冷卻劑的液態金屬是鉛，例如在鉛冷卻快堆中，或鉛鉍合金。一些早期的快中子反應堆使用汞。對于某些應用，汽車提升閥的閥桿可能是中空的并充滿鈉以改善熱傳輸和傳遞。對于高溫應用，例如熔鹽反應堆或高溫反應堆，熔鹽可以用作冷卻劑。其中一種可能的組合是氟化鈉和四氟硼酸鈉(NaF-NaBF4)的混合物。其他選擇是FLiBe和FLiNaK。

液化氣體用作低溫應用的冷卻劑，包括低溫電子顯微鏡、計算機處理器的超頻、使用超導體的應用或極其敏感的傳感器和極低噪聲放大器。二氧化碳（化學式為CO2）-用作切削液的冷卻劑替代品。CO2可以在切削界面提供受控冷卻，從而使切削工具和工件保持在環境溫度下。CO2的使用xxx延長了刀具壽命，并且在大多數材料上使操作運行得更快。這被認為是一種非常環保的方法，特別是與使用石油作為潤滑劑相比時；零件保持清潔和干燥，這通常可以消除二次清潔操作。液氮的沸點約為-196°C(77K)，是使用中最常見和最便宜的冷卻劑。液態空氣的使用范圍較小，因為其液態氧含量使其在與可燃材料接觸時容易引起火災或爆炸（參見氧溶化物）。使用沸點約為-246°C的液化氖可以達到較低的溫度。使用液氦可以達到用于xxx大的超導磁體的最低溫度。-250至-265°C的液態氫也可用作冷卻劑。液態氫也可用作燃料和冷卻劑來冷卻火箭發動機的噴嘴和燃燒室。

一類新的冷卻劑是納米流體，它由一種載液組成，例如水，分散有被稱為納米顆粒的微小納米級顆粒。與單獨的載液相比，分散在載液中的專門設計的納米顆粒（例如CuO、氧化鋁、二氧化鈦、碳納米管、二氧化硅或金屬（例如銅或銀納米棒））增強了所得冷卻劑的傳熱能力。理論上增強可以高達350%。然而，實驗并沒有證明導熱性有如此高的改進，而是發現冷卻劑的臨界熱通量顯著增加。一些顯著的改進是可以實現的；例如，直徑為55±12nm且平均長度為12.8μm的銀納米棒在0.5vol.%時將水的導熱率提高了68%，而0.5vol.%的銀納米棒將乙二醇基冷卻劑的導熱率提高了98%。0.1%的氧化鋁納米粒子可使水的臨界熱通量增加多達70%；這些顆粒在冷卻的物體上形成粗糙的多孔表面，這促進了新氣泡的形成，而它們的親水性則有助于將它們推開，從而阻礙蒸汽層的形成。濃度超過5%的納米流體的作用類似于非牛頓流體。

在某些應用中，固體材料用作冷卻劑。材料需要高能量才能蒸發；然后，這種能量被蒸發的氣體帶走。這種方法在航天飛行中很常見，用于燒蝕大氣再入防護罩和火箭發動機噴嘴的冷卻。同樣的方法也用于應用燒蝕涂層的結構的防火。當與被冷卻的結構直接接觸時，干冰和水冰也可以用作冷卻劑。有時會使用額外的傳熱流體；加冰的水和丙酮中??的干冰是兩種流行的搭配。水冰的升華用于冷卻阿波羅計劃的太空服。