В систему водяного охлаждения с принудительной циркуляцией воды входят водяные рубашки соответственно головки и блока, радиатор, нижний и верхний соединительные патрубки со шлангами, водяной насос с водораспределительной трубой, вентилятор и термостат.
Водой заполняются водяная рубашка головки и блока, патрубки и радиатор. При работе двигателя, приводимый от него в действие водяной насос создает круговую циркуляцию воды через водяную рубашку, патрубки и радиатор. По водораспределительной трубе вода в первую очередь направляется к наиболее нагреваемым местам блока. Проходя по водяной рубашке блока и головки, вода омывает стенки цилиндров и камер сгорания, охлаждая двигатель. Нагретая вода по верхнему патрубку поступает в радиатор, где, разветвляясь по трубкам на тонкие струйки, охлаждается воздухом, который просасывается мимо трубок вращающимися лопастями вентилятора. Охлажденная вода вновь поступает в водяную рубашку двигателя.
Термостат, установленный в верхнем водяном патрубке, регулирует цикуляцию воды через радиатор, поддерживая наивыгоднейшую ее температуру.
В зависимости от способа соединения полости системы охлаждения с атмосферой принудительная система охлаждения делится на два типа — открытую и закрытую. В открытой системе полость верхнего бачка радиатора постоянно сообщается с атмосферой. В закрытой системе полость бачка может сообщаться с атмосферой только через специальный клапан.