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冷卻式發動機依靠空氣直接在散熱片或發動機的熱區域上方循環來冷卻它們，從而使發動機保持在工作溫度范圍內。 在所有內燃機中，產生的熱量中有很大一部分（約 44%）通過排氣裝置逸出，而不是通過風冷發動機的金屬翅片（12%）逸出。 大約 8% 的熱能被轉移到油中，油雖然主要用于潤滑，但也通過冷卻器發揮散熱作用。 冷卻式發動機通常用于不適合液體冷卻的應用，因為現代風冷發動機用于摩托車、通用航空飛機、割草機、發電機、舷外發動機、泵組、鋸臺和輔助動力裝置 .

大多數現代內燃機都是通過封閉回路冷卻的，該回路攜帶液體冷卻劑通過發動機缸體和氣缸蓋中的通道，冷卻劑在此處吸收熱量，到達熱交換器或散熱器，冷卻劑在此處將熱量釋放到空氣中（或原水，在 船用發動機的情況）。 因此，雖然它們最終沒有被液體冷卻，但由于液體冷卻回路，它們被稱為水冷式。 相反，風冷發動機產生的熱量直接釋放到空氣中。 通常，這可以通過覆蓋氣缸蓋和氣缸外部的金屬翅片來促進，從而增加空氣可以作用的表面積。 可以使用風扇和護罩強制送風，以通過大量空氣實現高效冷卻，或者簡單地通過具有精心設計和成角度的翅片的自然氣流。

在所有內燃機中，產生的大部分熱量（約 44%）通過排氣裝置散逸，既不通過液體冷卻系統也不通過風冷發動機的金屬散熱片 (12%)。 大約 8% 的熱能進入油中，油雖然主要用于潤滑，但也通過冷卻器發揮散熱作用。 風冷發動機通常運行時噪音較大，但它提供了更多的簡單性，這在維修和零件更換方面帶來了好處，并且通常維護起來更便宜。

為了減輕重量和復雜性，許多摩托車使用空氣冷卻。 目前量產的汽車很少有風冷發動機（例如 Tatra 815），但歷史上許多大批量車輛都很常見。 發動機汽缸的方向通常是單汽缸或兩個一組，汽缸通常以水平方式定向，如 Flat 發動機，而垂直直四發動機已被使用。 過去的風冷公路車輛的例子，按大致時間順序，包括：

• 富蘭克林（1902-1934）
• New Way (1905) - CLARKMOBILE 限量生產
• Chevrolet Series M Copper-Cooled（1921-1923）（很少制造）
• Tatra 全輪驅動軍用卡車
• Tatra 11（1923-1927）及后續型號
• 塔特拉 T77（1934-1938）
• 塔特拉 T87（1936-1950）
• 塔特拉 T97（1936-1939）
• Tatra T600 Tatraplan (1946-1952)
• 塔特拉 T603（1955-1975）
• 塔特拉 T613（1974-1996）
• 太脫拉 T700（1996-1999）
• 克羅斯利（1939-1945）
• 東德特拉貝特 (1957-1991)
• 特拉班特 500 強（1957-1962 年）
• 特拉班特 600 周年（1962-1965 年）
• 特拉班特 601（1964-1989）
• ZAZ Zaporozhets（1958-1994）
• 菲亞特 500（1957-1975）
• 菲亞特 126（1972-1987 年）
• 保時捷 356（1948-1965）
• 保時捷 911（1964-1998）
• 保時捷 912（1965-1969、1976）
• 大眾-保時捷 914（1969-1976 年）
• 大眾甲殼蟲 2 型、SP2、Karmann Ghia 和 3 型都使用相同的風冷發動機 (1938-2013)，但排量不同
• 大眾 2 型 (T3)（1979–1982 年）
• 大眾 Type 4（1968-1974 年）
• 大眾戈爾 (G1)（1980-1986）
• 豐田 U 引擎（1961-1976）
• 雪佛蘭科維爾（1960-1969）

• Citro?n 2CV（1948-1990）（配備高壓油冷卻系統，并使用螺栓固定在曲軸端的風扇）
• 雪鐵龍 GS 和 GSA
• 本田 1300（1969-1973 年）
• NSU 王子
• Royal Enfield Motorcycles（印度）：350cc 和 500cc Twinspark 摩托車發動機采用風冷技術
• Oltcit 俱樂部 (1981–1995)T13/653、G11/631 和 VO36/630
• 德馬克 Dzm 200 2015

大多數航空活塞發動機都是風冷的。 雖然水冷發動機從飛行初期就被廣泛使用，但風冷發動機是飛機的主要選擇。 第二次世界大戰后，渦輪噴氣發動機和噴氣渦輪動力飛機開始主導飛行系統，其中水冷活塞發動機具有減少阻力的優勢。