Автомобільні радіатори складаються з пари металевих або пластикових колекторних баків, з’єднаних серцевиною з багатьма вузькими проходами, що забезпечує високу площу поверхні відносно об’єму. Цей сердечник зазвичай виготовляється з накладених один на одного шарів металевого листа, спресованих для утворення каналів і спаяних разом. Протягом багатьох років радіатори виготовлялися з латунних або мідних сердечників, припаяних до латунних роз’ємів. Сучасні радіатори мають алюмінієві сердечники, і часто економлять гроші та вагу, використовуючи пластикові колектори з прокладками. Ця конструкція більш схильна до поломок і менш легко ремонтується, ніж традиційні матеріали.
Більш раннім способом конструкції був стільниковий радіатор. Круглі труби були стиснуті на кінцях у шестикутники, потім складені разом і спаяні. Оскільки вони торкалися лише своїми кінцями, це утворювало те, що фактично стало суцільним резервуаром для води з багатьма повітряними трубками, що проходять через нього.[2]
Деякі ретро-автомобілі використовують серцевини радіаторів зі згорнутої труби, менш ефективної, але простішої конструкції.
Радіатори спочатку використовували низхідний вертикальний потік, керований виключно термосифонним ефектом. Охолоджуюча рідина нагрівається в двигуні, стає менш густою і тому піднімається. Коли радіатор охолоджує рідину, охолоджуюча рідина стає щільнішою і падає. Цей ефект достатній для малопотужних стаціонарних двигунів, але недостатній для всіх автомобілів, крім самих ранніх. Протягом багатьох років усі автомобілі використовували відцентрові насоси для циркуляції охолоджувальної рідини двигуна, оскільки природна циркуляція має дуже низькі витрати.Система клапанів або перегородок, або те й інше, як правило, включається для одночасного керування невеликим радіатором усередині автомобіля. Цей невеликий радіатор і пов’язаний з ним вентилятор називається серцевиною обігрівача та служить для обігріву салону. Подібно до радіатора, сердечник нагрівача діє, відводячи тепло від двигуна. З цієї причини автомобільні техніки часто радять операторам увімкнути обігрівач і встановити його на високий рівень, якщо двигун перегрівається, щоб допомогти головному радіатору.
Температура двигуна в сучасних автомобілях в основному контролюється термостатом типу воскових гранул, клапаном, який відкривається, коли двигун досягає оптимальної робочої температури.
Коли двигун холодний, термостат закритий, за винятком невеликого обхідного потоку, так що термостат відчуває зміни температури охолоджувальної рідини, коли двигун прогрівається. Охолоджуюча рідина двигуна направляється термостатом на вхід циркуляційного насоса і повертається безпосередньо в двигун, минаючи радіатор. Спрямування води на циркуляцію лише через двигун дозволяє двигуну досягти оптимальної робочої температури якомога швидше, уникаючи при цьому локальних «гарячих точок». Коли охолоджуюча рідина досягає температури активації термостата, він відкривається, дозволяючи воді протікати через радіатор, щоб запобігти підвищенню температури.
