Når luft varmes opp, blir den mindre tett og mister oksygen. I en motor kan dette forårsake flere problemer. Det vanligste problemet er tap av effektivitet. Andre problemer kan inkludere slitasje og varmeskader på motorblokken og motorbanking forårsaket av luftlommer i luften som mates til forbrenning.
I en motor oppveier en mellomkjøler overskuddsvarmen forårsaket av superlading eller turbolading av en motor. Når luft avkjøles, blir den tettere. Denne økte tettheten gjør at mer luft og drivstoff kan forbrennes per motorsyklus, noe som til slutt øker motorens utgangseffekt.
Teknisk sett er en mellomkjøler en enhet som brukes mellom trinn med superlading eller turbolading for å kjøle ned luften for bruk i neste trinn. Hvis enheten brukes på slutten av overladingssyklusen, kalles den en etterkjøler. Til tross for denne forskjellen, brukes de to navnene ofte om hverandre.
Størrelsen og designen avhenger av motoren som mellomkjøleren er installert i. Mange moderne biler har mellomkjølere eller etterkjølere. De finnes også i fly og andre motorer med høy effekt.
En luft-til-luft mellomkjøler fungerer ved å føre varm motorluft gjennom rør. Denne luften avkjøles ved varmeoverføring, ettersom kjøligere luft passerer utenfor rørene. Hvor mellomkjøleren er montert på motoren bestemmer effektiviteten til kjølesystemet.
Frontmonterte systemer er mest effektive. De sitter foran på bilen, der bilens bevegelse fremover kan tvinge luft gjennom systemet. Dette resulterer i en konstant tilførsel av kjølig luft.
Toppmonterte systemer er litt mindre effektive. De sitter på toppen av motoren, noe som lar mer varme fra motoren påvirke mellomkjølersystemet når varmen stiger. Dette oppsettet gir heller ikke en innebygd kilde til kjølig luft. Mange mekanikere kommer rundt dette problemet ved å installere en panserskop, en hevet åpning i panseret som lar luft passere inn i motorrommet.
En luft-til-vann mellomkjøler fungerer ved å overføre varmen fra motorluften til vann. Når vannet er oppvarmet, beveger det seg bort fra de varme delene av motoren. Den overfører deretter varme til uteluften.
