Аутомобилски радијатори су направљени од пара металних или пластичних резервоара, повезаних језгром са много уских пролаза, дајући велику површину у односу на запремину. Ово језгро је обично направљено од наслаганих слојева металног лима, притиснутих да формирају канале и залемљених или залемљених заједно. Дуги низ година радијатори су се правили од месинганих или бакарних језгара залемљених на месингане главе. Модерни радијатори имају алуминијумска језгра и често штеде новац и тежину коришћењем пластичних глава са заптивкама. Ова конструкција је склонија кваровима и лакше се поправља од традиционалних материјала.
Ранији начин изградње био је радијатор у облику саћа. Округле цеви су на својим крајевима увучене у шестоугаонике, затим сложене и залемљене. Пошто су се додиривали само својим крајевима, ово је формирало оно што је у ствари постало чврсти резервоар за воду са много ваздушних цеви кроз њега.[2]
Неки старински аутомобили користе језгра хладњака направљена од намотане цеви, мање ефикасне, али једноставније конструкције.
Радијатори су прво користили вертикални ток надоле, вођен искључиво ефектом термосифона. Расхладна течност се загрева у мотору, постаје мање густа и тако расте. Како радијатор хлади течност, расхладна течност постаје гушћа и пада. Овај ефекат је довољан за стационарне моторе мале снаге, али неадекватан за све осим најранијих аутомобила. Сви аутомобили дуги низ година користе центрифугалне пумпе за циркулацију расхладне течности мотора јер природна циркулација има веома мале брзине протока.Систем вентила или преграда, или обоје, обично је уграђен да истовремено ради на малом радијатору унутар возила. Овај мали радијатор и припадајући вентилатор се назива језгро грејача и служи за загревање унутрашњости кабине. Као и радијатор, језгро грејача делује тако што уклања топлоту из мотора. Из тог разлога, аутомобилски техничари често саветују оператере да укључе грејач и подесе га на високо ако се мотор прегрева, како би помогли главном хладњаку.
Температуру мотора на модерним аутомобилима првенствено контролише термостат типа воштаних пелета, вентил који се отвара када мотор достигне своју оптималну радну температуру.
Када је мотор хладан, термостат је затворен осим за мали обилазни проток тако да термостат доживљава промене температуре расхладне течности како се мотор загрева. Расхладна течност мотора се усмерава термостатом на улаз циркулационе пумпе и враћа се директно у мотор, заобилазећи хладњак. Усмеравање воде да циркулише само кроз мотор омогућава мотору да достигне оптималну радну температуру што је брже могуће, избегавајући локализоване „вруће тачке“. Када расхладна течност достигне температуру активирања термостата, она се отвара, дозвољавајући води да тече кроз радијатор како би се спречило повећање температуре.
