Trong quá trình hoạt động của máy nén khí. nhiệt lượng liên tục được sinh ra do sự ma sát trong đầu nén khí. Việc triệt tiêu lượng nhiệt này là việc bắt buộc. Hệ thống làm mát trong máy nén khí là hệ thống có vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định nhiệt độ ở mức cho phép, đảm bảo độ bền và khả năng hoạt động liên tục của toàn bộ máy.
Về cơ bản, có hai phương thức chủ yếu làm mát cho máy nén khí , bao gồm: làm mát bằng gió và làm mát bằng nước.
Trong phương thức làm mát bằng gió, người ta sử dụng quạt gió đẩy gió làm mát trực tiếp thổi qua đầu nén hoặc qua các lá tản nhiệt trên giàn làm mát để hạ nhiệt dầu (hoặc nước) tuần hoàn và khí nén. Dầu (hoặc nước) sau khi đi qua các ổng của giàn tản nhiệt sẽ được đưa trở lại bình dầu và đầu nén để bôi trơn và hấp thụ nhiệt lượng sinh ra do ma sát, sau đó lại trở lại giàn làm mát.


Giàn tản nhiệt làm mát bằng gió
Trong phương thức làm mát bằng nước. Nước mát được bơm tuần hoàn vào các ống sinh hàn. Trong các ống sinh hàn có chứa các ống đồng nơi mà dầu tuần hoàn và khí nén chạy qua. Nhiệt lượng được sinh ra từ đầu nén được dầu hấp thụ, khi qua các ống sinh hàn này sẽ được nước hấp thụ  qua các ống đồng của ống sinh hàn rồi được đưa ra ngoài nhờ sự lưu thông liên tục của nước làm mát. Dầu tuần hoàn được làm mát sẽ được đưa vào bình dầu và tiếp tục vòng tuần hoàn mới.


Giàn làm mát bằng nước

Đặc điểm của phương thức làm mát bằng không khí:
Máy nén khí làm mát bằng gió có cơ cấu gọn nhẹ, có tính cơ động cao
Phụ thuộc nhiều vào điều kiện không khí xung quanh, thích hợp với những nơi ít bụi bẩn, nhiệt độ xung quanh thấp (dưới 40 độ C)
Trong quá trình vận hành phải thường xuyên vệ sinh giàn tản nhiệt
Đặc điểm của phương thức làm mát bằng nước:
Máy nén khí làm mát bằng nước luôn yêu cầu phải có hệ thống bơm và bốn nước tuần hoàn làm mát đi theo máy, do đó sẽ cồng kềnh hơn máy nén khí làm mát bằng gió.
Thích hợp cho những nơi có môi trường khói bụi, nhiệt độ môi trường cao.
Tấn suất vệ sinh hệ thống tản nhiệt thấp.