水冷散熱系統利用泵使散熱管中的冷卻液循環并進行散熱。在散熱器上的吸熱部分（在液冷系統中稱之為吸熱盒）用于從電腦CPU、北橋、顯卡上吸收熱量。吸熱部分吸收的熱量通過在機身背面設計的散熱器排到主機外面。
水冷這種昂貴而復雜的散熱方式對于PC來說是強的可操作型散熱器（液氮等制冷方式無法付諸于實際使用），具有探索精神的超頻玩家幾年前就已經開始使用它創造超頻極限紀錄，產品本身也從早期的自制型轉變到由廠商設計定型批量生產，并且進入零售渠道銷售。隨著生產規模的擴大以及設計制造經驗的逐漸積累，目前我們已經能購買到相當便宜的水冷散熱器，它們的身價已經不再會是想當初那樣甚至超過用戶CPU和主板價格總和，并且除了價格方面的誘惑力之外，新的水冷散熱產品的人性化設計也有長足的進步，種種原因促成了如今水冷散熱器能夠進入普通DIY玩家機箱內的態勢。
眾所周知，高溫是集成電路的大敵。高溫不但會導致系統運行不穩，使用壽命縮短，甚至有可能使某些部件燒毀。導致高溫的熱量不是來自計算機外，而是計算機內部。散熱器的作用就是將這些熱量吸收，計算機部件的溫度正常。 散熱器的種類非常多，CPU、顯卡、主板芯片組、硬盤、機箱、電源甚至光驅和內存都會需要散熱器，這些不同的散熱器是不能混用的，而其中常接觸的就是CPU的散熱器。細分散熱方式，可以分為風冷，熱管，水冷，半導體制冷，壓縮機制冷等等。
新一代水冷與舊水冷相比原理并沒有變化，但制作工藝卻大幅度提升，大多注重全密閉式的設計，而且內地與港臺個人DIY作品間的差別也越來越少，這與互聯網的推廣不無關系，上個世紀的水冷主要集中在少數能上網的發燒友中，隨著網絡的普及，越來越多的能人異士紛紛出現，行業范圍遠遠跨越了電腦及其相關行業，精通于金屬加工的朋友不勝枚舉，制作這種水冷散熱器更加方便，而且更加美觀、實用、可靠，此外，越來越多的喜歡水冷的朋友可以在各個論壇中各抒己見，這樣也推動了水冷工藝的進步，顯然是互聯網促進了水冷產品的進步，同時也為產品的推廣奠定了基礎。
水冷塊是一個內部留有水道的金屬塊，由銅或鋁制成，與CPU接觸并將吸收CPU的熱量，所以這部分的作用與風冷的散熱片的作用是相同的，不同之處就在于水冷塊留有循環液通過的水道而且是完全密閉的，這樣才能循環液不外漏而引起電器的短路。
散熱器的性能對于一款水冷來說起著關鍵的作用，甚至可以用散熱排的性能來衡量一款水冷。硬件性能的提升帶來的大發熱量，已不再只是CPU的專利，GPU的來勢兇猛已遠超CPU，北橋、硬盤、供電等硬件的發熱量均不可小視，為多熱源同時散熱，發熱量。單12CM散熱排恐怕已經不能滿足，現如今市面上的24CM、36CM的散熱器已成主流，用戶可以根據自己的散熱需要來選擇不同尺寸的散熱器。
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