CPU水冷是一種用於冷卻中央處理器的散熱系統。
這種系統通過水泵帶動液體循環，以此來帶走CPU產生的熱量。與風冷系統相比，水冷系統通常更爲安靜、降溫穩定，並且對環境依賴較小。水冷系統的散熱性能與其中散熱液（通常是水）的流速成正比，由於水的熱容量較大，水冷系統具有很好的熱負載能力，能夠提供平緩的CPU工作溫度曲線。這意味着在運行高負載程序時，水冷系統能夠減少CPU溫度的劇烈波動。
CPU水冷系統主要由水冷循環泵、水箱、水冷散熱器及附件組成。水冷塊是內部留有水道的金屬塊，由銅或鋁製成，與CPU直接接觸，吸收CPU的熱量。循環液在水泵的作用下在管路中流動，吸收熱量的液體會從CPU上的水冷塊中流走，而低溫的循環液將繼續吸收CPU的熱量，從而實現持續的冷卻效果。