Jest to rodzaj chłodnicy silnika spalinowego tłokowego, w której ciecz chłodząca oddaje ciepło strumieniowi powietrza. Chłodnice tego typu stosuje się w silnikach trakcyjnych i przemysłowych. Składają się z dwóch zbiorników: dolnego i górnego, połączonych z wymiennikiem ciepła, przez który ciecz przepływa od góry do dołu.

W układach chłodzenia otwartych górny zbiornik posiada przewód przelewowy, odprowadzający nadmiar wody na zewnątrz. W układach zamkniętych zbiornik ten zaopatrzony jest w dwa zawory: nadciśnieniowy (chroni rdzeń chłodnicy przed rozsadzeniem w wypadku przegrzania) oraz podciśnieniowy (zapobiega uszkodzeniom rdzenia podczas szybkiego stygnięcia).

Istnieją następujące rodzaje chłodnic typu powietrze-woda:

• wodnorurkowe - woda spływa rurkami omywanymi przez powietrze
• powietrzno-rurkowe - powietrze płynie przez rurki, woda na zewnątrz
• komorowe - woda i powietrze przepływają przez sąsiadujące ze sobą komory