▲氣冷卻系統沒有水冷卻系統複雜，只在引擎外圍佈滿鋁製散熱鰭片，利用大風扇吹掉鰭片上的熱能，構造很簡單。
比起水冷卻系統，氣冷卻系統的設計是將引擎本體外（包括氣缸頭）佈滿鋁製的散熱鰭片，外加一個大風扇，利用簡單的強制對流形式對著鰭片散熱。為什麼要佈滿著散熱鰭片呢？其實是為了製造大表面積將引擎的熱能分散到周圍，避免某個區域的過熱而造成燃燒室的爆震。雖然這種散熱模式沒有水的輔助，但不怕在寒冷氣候被凍結的危險，簡單的構造還能減少引擎室的重量，適合小排量的引擎，因此在摩托車的世界一直被延續下來。
▲早期保時捷911的水平對臥六缸引擎，每個汽缸都佈滿散熱鰭片，外加大風扇和油冷卻系統的輔助，利用車尾的真空帶提高散熱效率，堪稱氣冷卻系統的經典，可惜吃機油的代價太沉重而被迫停產。
而在汽車界，使用氣冷卻系統的時間最長莫過於保時捷911或福斯金龜車，工程師把引擎放在後面的目的，是利用車尾形成的真空帶（壓力差）把熱能快速帶走，比起前置引擎就不需要很大的散熱口，不過真空帶必須在很高速的狀態下才形成（空力套件的設計也是關鍵），一般道路上行駛的速度很難構成真空帶，因此工程師增設油冷卻系統，利用機油幫助引擎降溫，但必須付出非常吃機油的代價，不符合現今的經濟效益，逐漸退出汽車市場。