Η βασική δομή ενός υδρόψυκτου κινητήρα είναι παρόμοια με αυτή ενός τυπικού κινητήρα, που αποτελείται κυρίως από στάτορα, ρότορα, περίβλημα, άξονα, ρουλεμάν και συγκρότημα ακροδεκτών. Η βασική διαφορά έγκειται στην προσθήκη μιας ειδικής δομής υδρόψυξης στο περίβλημα ή στο εξωτερικό του στάτορα. Τα κοινά σχέδια περιλαμβάνουν κατεργασία των καναλιών κυκλοφορίας νερού απευθείας στο περίβλημα του κινητήρα ή την εγκατάσταση ενός ξεχωριστού χιτωνίου ψύξης, επιτρέποντας στη ροή του ψυκτικού να διαχέει τη θερμότητα που παράγεται κατά τη λειτουργία. Η συγκεκριμένη δομή ψύξης ποικίλλει ανάλογα με την ονομαστική ισχύ του κινητήρα και το περιβάλλον λειτουργίας.
Ένα αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό των υδρόψυκτων κινητήρων είναι η ανώτερη ικανότητα απαγωγής θερμότητας. Η θερμότητα που παράγεται κατά τη λειτουργία μεταφέρεται γρήγορα από το ψυκτικό. σε σύγκριση με τα αερόψυκτα συστήματα, αυτοί οι κινητήρες εξαρτώνται λιγότερο από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και τον χώρο εγκατάστασης. Συνεπώς, η υδρόψυξη προσφέρει ξεχωριστά πλεονεκτήματα για εξοπλισμό που υπόκειται σε υψηλά φορτία, υψηλές ταχύτητες ή παρατεταμένη συνεχή λειτουργία, καθώς βοηθά στη ρύθμιση των θερμοκρασιών λειτουργίας και μετριάζει την υποβάθμιση της απόδοσης που προκαλείται από την υπερθέρμανση.
Οι υδρόψυκτοι κινητήρες είναι συνήθως συμπαγείς και λειτουργούν με χαμηλότερα επίπεδα θορύβου. Δεδομένου ότι η απαγωγή θερμότητας βασίζεται κυρίως στο ψυκτικό και όχι στους μεγάλους ανεμιστήρες εξαναγκασμένου αέρα που λειτουργούν συνεχώς, ο θόρυβος ροής αέρα μειώνεται, διευκολύνοντας έναν πιο συμπαγή σχεδιασμό κινητήρα. Αυτή η διαμόρφωση είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για βιομηχανικά μηχανήματα, εργαλειομηχανές και εξοπλισμό αυτοματισμού όπου ισχύουν περιορισμοί σχετικά με τον χώρο εγκατάστασης, τα επίπεδα θορύβου και την αύξηση της θερμοκρασίας.
Οι υδρόψυκτοι κινητήρες θέτουν συγκεκριμένες απαιτήσεις στο σύστημα ψύξης. Κατά τη λειτουργία πρέπει να διατηρείται η σωστή θερμοκρασία ψυκτικού και ο ρυθμός ροής και τα κυκλώματα νερού, τα εξαρτήματα και οι στεγανοποιήσεις απαιτούν τακτική επιθεώρηση για την αποφυγή εμπλοκών ή διαρροών. Η ανεπαρκής συντήρηση του συστήματος ψύξης μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη διάχυση της θερμότητας, ακόμη και αν ο ίδιος ο κινητήρας είναι υψηλής απόδοσης. Επομένως, κατά την επιλογή ενός υδρόψυκτου κινητήρα, πρέπει να ληφθούν υπόψη παράγοντες όπως η ισχύς, η ταχύτητα περιστροφής, ο κύκλος λειτουργίας και το περιβάλλον εγκατάστασης για να διασφαλιστεί η βέλτιστη συμβατότητα μεταξύ του κινητήρα και του συστήματος ψύξης.
