Vesijahutusega mootor kasutab mootori jahutamiseks vedelat jahutusvedelikku ja radiaatorit. Jahutusvedelik koosneb 50 protsendi ulatuses antifriisi ja vee segust; see surutakse veepumba abil läbi mootori ja läbib vesijahutusega mootori veesärgi kaudu. Enamik vesijahutusega mootorite konstruktsioone kasutab liivavalu protsessi, mille käigus saadakse õõnes rauast või alumiiniumist mootoriplokk ja silindripea. Jahutusvedelik voolab läbi õõnsa ja neelab mootori soojust, võimaldades seega mootoril töötada kontrollitud temperatuuril.
Kõik mootorid ei jaga vesijahutuskonstruktsiooni; mõned mootorid on õhkjahutusega. Selles rakenduses valatakse suured jahutusribid tavaliselt mootori komponentidesse, et juhtida kuumenemist ja mootorist välja. Jahutusribi läbiv tuul vähendab mootoris peetava soojuse hulka. Seda tüüpi jahutus ei ole kuumadel niisketel päevadel nii tõhus kui vesijahutusega mootori konstruktsioon.
Isegi palaval päeval suudab radiaator jahutada mootori jahutusvedelikku, puhudes jahutusventilaatoriga õhku mööda jahutustorusid. Maanteekiirusel liikudes ei ole vesijahutusega mootori ohutu töötemperatuuri hoidmiseks jahutusventilaator vajalik. Kuigi seda nimetatakse vesijahutusega mootoriks, ei kasuta enamik mootoreid enda jahutamiseks ainult vett. Kasutatakse ka spetsiaalseid kemikaalide ja lisandite segusid, mida tuntakse antifriisina, tavaliselt metüülglükoolalkoholi segu; antifriis talub külmumist miinustemperatuuridel, samas on see vastu ka ülekeemistele kõrgetel temperatuuridel.
Enamik tootjaid soovitab kasutada 50–50 antifriisi ja vee segu, et tagada nii mootorile kui ka jahutussüsteemile kõige suurem kaitse. Antifriisis olevad spetsiaalsed määrdeained määrivad veepumba tihendeid ja laagreid. Antifriisi tuleks vahetada iga paari aasta tagant, et tagada parim jõudlus ja maksimaalne kaitse.
Kõik vesijahutusega mootorit kasutavad võidusõiduautod peavad jahutussüsteemis kasutama ainult vett. See on tingitud antifriisi libedast olemusest ja sellest, et õnnetuse korral on raske seda võistluspinnalt eemaldada. Vesi kuivab kergesti ja aurustub lühikese aja jooksul, kui puutute kokku võistluspinnaga. Antifriis jääb aga väga libe ja on raskesti imenduv tavaliste õlikuivatusainetega, nagu õlikuiv ja saepuru. Vesijahutusega mootorist pärinev antifriis võib jääda rehvi pinnale ka paljudeks ringkondadeks, tekitades ohtliku olukorra nii juhile kui ka mõjutatud sõiduki ümber rajal sõitjatele.