Автомобилните радиатори са изградени от двойка метални или пластмасови колекторни резервоари, свързани чрез сърцевина с много тесни проходи, което дава голяма повърхност спрямо обема. Тази сърцевина обикновено е направена от подредени слоеве метален лист, пресовани за образуване на канали и запоени или запоени заедно. В продължение на много години радиаторите се изработваха от месингови или медни сърцевини, запоени към месингови колектори. Съвременните радиатори имат алуминиеви сърцевини и често спестяват пари и тегло, като използват пластмасови колектори с уплътнения. Тази конструкция е по-податлива на повреда и по-трудно ремонтирана от традиционните материали.
По-ранен метод на изграждане е радиаторът с пчелна пита. Кръглите тръби бяха навити в шестоъгълници в краищата им, след това подредени заедно и запоени. Тъй като те се докосваха само в краищата си, това образуваше нещо, което всъщност се превърна в солиден воден резервоар с много въздушни тръби през него.[2]
Някои ретро автомобили използват радиаторни сърцевини, направени от спираловидна тръба, по-малко ефективна, но по-проста конструкция.
Радиаторите за първи път използваха низходящ вертикален поток, управляван единствено от термосифонен ефект. Охлаждащата течност се нагрява в двигателя, става по-малко плътна и така се издига. Тъй като радиаторът охлажда течността, охлаждащата течност става по-плътна и пада. Този ефект е достатъчен за стационарни двигатели с ниска мощност, но е недостатъчен за всички, освен за най-ранните автомобили. Всички автомобили в продължение на много години са използвали центробежни помпи за циркулация на охлаждащата течност на двигателя, тъй като естествената циркулация има много ниски дебити.Система от клапани или прегради, или и двете, обикновено е включена, за да управлява едновременно малък радиатор в автомобила. Този малък радиатор и свързаният с него вентилатор се наричат сърцевина на нагревателя и служат за затопляне на вътрешността на кабината. Подобно на радиатора, ядрото на нагревателя действа като премахва топлината от двигателя. Поради тази причина автомобилните техници често съветват операторите да включат нагревателя и да го настроят на висока степен, ако двигателят прегрява, за да подпомогнат главния радиатор.
Температурата на двигателя на съвременните автомобили се контролира предимно от термостат тип восъчни пелети, клапан, който се отваря, след като двигателят достигне оптималната си работна температура.
Когато двигателят е студен, термостатът е затворен, с изключение на малък байпасен поток, така че термостатът да претърпи промени в температурата на охлаждащата течност, докато двигателят загрява. Охлаждащата течност на двигателя се насочва от термостата към входа на циркулационната помпа и се връща директно в двигателя, заобикаляйки радиатора. Насочването на водата да циркулира само през двигателя позволява на двигателя да достигне оптимална работна температура възможно най-бързо, като същевременно се избягват локализирани "горещи точки". След като охлаждащата течност достигне температурата на активиране на термостата, тя се отваря, позволявайки на водата да тече през радиатора, за да предотврати повишаването на температурата.
