防凍劑是一種降低水基液體凝固點的添加劑。 防凍混合物用于在寒冷環境中降低冰點。 普通防凍劑還會提高液體的沸點，從而提高冷卻液溫度。 然而，所有常見的防凍添加劑的熱容量也低于水，添加后確實會降低水作為冷卻劑的能力。

由于水作為冷卻劑具有良好的性能，水加防凍劑被用于內燃機和其他傳熱應用，例如 HVAC 冷卻器和太陽能熱水器。 防凍劑的目的是防止剛性外殼在水結冰時因膨脹而爆裂。 在商業上，根據上下文，添加劑（純濃縮物）和混合物（稀釋溶液）都稱為防凍劑。 仔細選擇防凍劑可以使混合物保持液相的溫度范圍很廣，這對于有效的熱傳遞和熱交換器的正常運行至關重要。 同樣重要的是要注意大多數（如果不是全部）用于傳熱應用的商業防凍劑配方包括不同種類的防腐劑和抗氣蝕劑，它們可以保護液壓回路免受逐漸磨損。

水是內燃機的原始冷卻劑。 它便宜、無毒并且具有高熱容量。 然而，它只有 100 °C 的液體范圍，并且在凍結時會膨脹。 這些問題通過開發具有改進性能的替代冷卻劑來解決。凝固點和沸點是溶液的依數性質，其取決于溶解物質的濃度。 因此，鹽會降低水溶液的熔點。 鹽常用于除冰，但鹽溶液不用于冷卻系統，因為它們會腐蝕金屬。 低分子量有機化合物的熔點往往低于水，這使得它們適合用作防凍劑。 有機化合物，尤其是醇類的水溶液是有效的。 自 1920 年代商品化以來，甲醇、乙醇、乙二醇等醇類一直是所有防凍劑的基礎。

大多數汽車發動機都是水冷的，以去除廢熱，盡管所用的水實際上是水和防凍劑的混合物。 術語發動機冷卻液在汽車工業中廣泛使用，涵蓋了其內燃機對流傳熱的主要功能。 當用于汽車環境時，添加緩蝕劑有助于保護車輛的散熱器，這些散熱器通常包含一系列電化學不相容的金屬（鋁、鑄鐵、銅、黃銅、焊料等）。 還添加了水泵密封潤滑劑。

防凍劑是為了克服水作為傳熱流體的缺點而開發的。

另一方面，如果發動機冷卻液變得太熱，它可能會在發動機內部沸騰，導致空隙（蒸汽袋），導致局部熱點和發動機的災難性故障。 如果在北方氣候條件下使用普通水作為發動機冷卻劑，則會發生結冰，從而導致發動機內部嚴重損壞。 此外，普通水會增加電偶腐蝕的發生率。 適當的發動機冷卻液和加壓冷卻液系統可以避免水的這些缺點。 使用適當的防凍劑，發動機冷卻液可以承受很寬的溫度范圍，例如 -34°F（-37°C）至 +265°F（129°C），用蒸餾水稀釋 50%（體積）的丙二醇 水和 15 psi 加壓冷卻系統。

早期的發動機冷卻液防凍劑是甲醇（甲醇）。 開發乙二醇是因為其較高的沸點更適合加熱系統。

電子產品冷卻中最常用的水基防凍液是水與乙二醇 (EGW) 或丙二醇 (PGW) 的混合物。 乙二醇的使用歷史較長，尤其是在汽車工業中。 然而，為汽車行業配制的 EGW 解決方案通常含有硅酸鹽基防銹劑，這些防銹劑會覆蓋和/或堵塞熱交換器表面。 乙二醇被列為有毒化學品，在處理和處置時需要小心。

乙二醇具有理想的熱性能，包括高沸點、低凝固點、在很寬的溫度范圍內穩定，以及高比熱和熱導率。 它還具有低粘度，因此降低了泵送要求。 雖然 EGW 具有比 PGW 更理想的物理特性，但后者冷卻劑用于可能存在毒性問題的應用中。