Płonące paliwo w cylindrach wytwarza intensywne ciepło, z których większość jest wyrzucana przez układ wydechowy. Jednak znaczna część pozostałego ciepła musi zostać usunięta lub przynajmniej rozproszona, aby zapobiec przegrzaniu silnika. W przeciwnym razie bardzo wysokie temperatury silnika mogą prowadzić

do utraty mocy, nadmiernego zużycia oleju, detonacji i poważnych uszkodzeń silnika.
Chociaż układ olejowy jest niezbędny do wewnętrznego chłodzenia silnika, konieczny jest dodatkowy sposób chłodzenia dla zewnętrznej powierzchni silnika. Większość małych samolotów jest chłodzona powietrzem, chociaż niektóre są chłodzone cieczą.
Chłodzenie powietrzem odbywa się poprzez przepływ powietrza do komory silnika przez otwory przed osłoną silnika. Przegrody kierują to powietrze przez żeberka przymocowane do cylindrów silnika i innych części silnika, w których powietrze pochłania ciepło silnika. Wyrzucanie gorącego powietrza odbywa się przez jeden lub więcej otworów w dolnej, tylnej części osłony silnika. [Figure 6-19]

Powietrze zewnętrzne wchodzi do komory silnika przez wlot za piastą śmigła. Przegrody kierują go do najgorętszych części silnika, głównie do cylindrów, które mają żebra, które zwiększają obszar narażony na przepływ powietrza.
System chłodzenia powietrzem jest mniej skuteczny podczas operacji naziemnych, startów, odjazdów i innych okresów pracy z dużą mocą i niskimi prędkościami. I odwrotnie, szybkie zjazdy zapewniają nadmiar powietrza i mogą wstrząsnąć silnikiem, poddając go gwałtownym wahaniom temperatury.
Praca silnika w wyższej temperaturze niż zaprojektowana temperatura może spowodować utratę mocy, nadmierne zużycie oleju i detonację. Doprowadzi to również do poważnych uszkodzeń, takich jak nacięcie ścian cylindra, uszkodzenie tłoków i pierścieni oraz spalenie i wypaczenie zaworów. Monitorowanie przyrządów temperatury silnika pokładowego pomoże uniknąć wysokiej temperatury roboczej.
W normalnych warunkach eksploatacji w statkach powietrznych nie wyposażonych w klapy osłonowe, temperaturę silnika można kontrolować, zmieniając prędkość lotu lub moc wyjściową silnika. Wysokie temperatury silnika można obniżyć, zwiększając prędkość lotu i/lub zmniejszając moc.
Wskaźnik temperatury oleju daje pośrednie i opóźnione wskazanie wzrostu temperatury silnika, ale może być wykorzystane do określenia temperatury silnika, jeśli jest to jedyny dostępny środek.
Większość statków powietrznych jest wyposażona w wskaźnik temperatury głowicy cylindrów, który wskazuje na bezpośrednią i natychmiastową zmianę temperatury cylindra. Przyrząd ten jest kalibrowany w stopniach Celsjusza lub Fahrenheita i jest zwykle oznaczony kolorem zielonym łukiem, aby wskazać normalny zakres działania. Czerwona linia na instrumencie wskazuje maksymalną dopuszczalną temperaturę głowicy cylindrów.
Aby uniknąć nadmiernych temperatur głowicy cylindrów, zwiększ prędkość lotu, wzbogacaj mieszankę i/lub zmniejsz moc. Każda z tych procedur pomaga obniżyć temperaturę silnika. W samolocie wyposażonym w klapy osłonowe, użyj pozycji klap osłonowych, aby kontrolować temperaturę. Klapy osłonowe to zawiasowe osłony, które pasują do otworu, przez który wyrzuca się gorące powietrze. Jeśli temperatura silnika jest niska, klapy osłony mogą być zamknięte, ograniczając w ten sposób przepływ wyrzucanego gorącego powietrza i podnosząc temperaturę silnika. Jeśli temperatura silnika jest wysoka, klapy osłony można otworzyć, aby umożliwić większy przepływ powietrza przez układ, zmniejszając w ten sposób temperaturę silnika.