水冷系統的作用主要是通過液體（通常是水或防腐、熱導率高的溶液）在計算機內部流動，幫助帶走部件產生的熱量，從而達到冷卻和散熱的目的。水冷系統的優點包括：
溫度波動小：由於水冷系統的循環冷卻作用，被冷卻零件的溫度波動較小，控溫效果明顯，長時間使用穩定可靠。
噪音低：使用直流（無刷）電泵時振動小，噪音低於傳統的風冷系統。
外觀華麗：整體裝配後外觀華麗，靜電吸附小，有利於保持清潔。
散熱效率高：水冷的熱導率是傳統風冷的20倍以上，因此吸熱能力強，適合高端超頻平台。
熱容量大：水的熱容量大，使得水冷系統具有很好的熱負載能力，CPU工作溫度曲線平緩，熱波動小。
在汽車領域，水冷發動機的作用是保證發動機在適宜的溫度狀態下工作，避免過熱或過冷。水冷系統的冷卻效果優於風冷系統，因為水的比熱容大於空氣，有利於熱量的散失。水冷系統通過大循環與小循環的同時作用，對溫度實現精確控制，有利於發動機始終處於最佳工作溫度。此外，水冷系統還可以將無法散發的熱量轉為寒冷天氣下的暖氣。