Sistem pendingin pada mesin diesel sangat sering kita jumpai, berikut ini cara sirkulasi pendinginan oleh mesin diesel
a. Ketika mesin baru akan dihidupkan (biasanya di pagi hari), suhu air pada radiator berkisar pada suhu ruang yaitu sekitar 23 deg.C. Ketika mesin dinyalakan, air yang berada di dalam blok mesin bersirkulasi dengan bantuan waterpump melewati selang by-pass tanpa melewati radiator. Mengapa tidak melewati radiator? Itu dikarenakan lubang air menuju radiator masih ditutup oleh termostat, sementara itu lubang by-pass yang letaknya berseberangan dengan lubang menuju radiator terbuka memungkinkan waterpump mengalirkan air yang keluar dari blok mesin untuk kembali masuk ke dalam blok mesin untuk mendinginkan silinder, oil cooler dan cylinder head. Mengapa dibuat demikian? Fase ini disebut sebagai fase pemanasan dimana air yang bersirkulasi di dalam blok mesin sengaja tidak di dinginkan agar suhu kerja mesin, berkisar di 85-90 deg.C cepat tercapai.
b. Ketika mesin mencapai suhu kerja, temperatur air pada sistem sirkulasi fase pendinginan pun naik hingga 85-90 deg.C. Ketika air dengan temperatur tersebut sampai ke rumah thermostat, thermostat yang oleh pabrikan di-set untuk membuka pada suhu antara 85-90 deg.C membuka, sehingga memungkinkan air dari blok mesin masuk ke radiator. Dengan membukanya thermostat, ujung dari thermostat tersebut menutup lubang by-pass yang berseberangan dengan jalur keluar air. Dengan tertutupnya lubang by-pass tersebut juga memungkinkan waterpump untuk memompa air dari dalam radiator untuk menjaga temperatur kerja dari mesin tersebut. Air yang keluar dari blok mesin masuk ke radiator untuk didinginkan dengan bantuan tiupan angin dari fan, baik mekanik maupun elektrik. Fase ini disebut fase pendinginan. Disaat mesin berkerja pada putaran rendah, suhu kerja mesin turun dari 85 deg.C, maka otomatis si thermostat kembali menutup untuk menjaga temperatur air tidak berkurang dari suhu kerja mesin, dan akan membuka kembali ketika suhu tersebut tercapai kembali. Kedua fase ini berpindah secara bergantian bergantung dari temperatur mesin itu sendiri.Dimana pada saat suhu 85-90 deg.C, Ketika air dengan temperatur tersebut sampai ke rumah thermostat, sehingga memungkinkan air dari blok mesin masuk ke radiator. Dengan membukanya thermostat, ujung dari thermostat tersebut menutup lubang by-pass System pendingin oleh air tawar

Akan tetapi pada insatalasi kapal system pendinginya sedikit berbeda dan sering disebut Sistem pendingin tertutup (Indirect cooling system),dimana silinder motor bakar dan komponen lainnya didinginkan dengan air tawar dan kemudian air tawar tersebut didinginkan oleh air laut dan selanjutnya air tawar tersebut dipakai kembali untuk mendinginkan motor, jadi yang selalu bergantian adalah air laut, sedangkan air tawar selalu beredar tetap, demikian daur ini berjalan terus. Pendingin air tawar (Fresh water cooler) yaitu alat pemindah panas berbentuk bejana yang dipergunakan untuk mendinginkan air tawar pendingin motor penggerak utama dan motor bantu kapal dengan mengalirkan air laut kedalam bejana tersebut. Pada motor-motor ukuran besar lebih cenderung menggunakan sistem pendingin tertutup. Hal ini dengan suatu alasan bahwa untuk pendinginan dibawah temperatur 60o C bagi motor-motor yang bertenaga besar lebih sulit. Sedangkan air laut pada temperatur yang tinggi akan menyebabkan endapan-endapan pada tempat yang didinginkan, yang akibatnya bisa mengganggu proses pendinginan.