柴油發電機組的冷卻方式有風冷和水冷兩種。
1、風冷卻方式：
風冷卻方式是以空氣作為冷卻介質，將柴油機受熱零部件的熱量傳送出去，這種冷卻方式由散熱風扇和導罩等組成。
為了增加散熱棉結，通常在氣缸體、氣缸蓋和各個散熱器上的外壁都鑄有很多皺折狀的散熱片。工作時風扇轉動將空氣沿導風罩流向氣缸體與氣缸蓋表面，冷空氣流經散熱片時，將氣缸體和氣缸蓋付出的熱量帶走。
風冷式冷卻系統結構簡單，質量減輕，但冷卻效果較差，多用于小型柴油機，適用于缺水地區。
2、水冷卻方式：
水冷卻方式是用水作為冷卻介質，將柴油機受熱零件的熱量傳達出去。這種冷卻方式的特點是，當氣溫或工作負載變化時，便于調節冷卻強度。
水冷卻方式有開式和閉式兩種。開式冷卻系統中，循環水直接與大氣相通，冷卻系統內的蒸汽壓力總是保持為大氣壓力。閉式系統中，水在密閉系統內循環，冷卻系統的蒸壓力大于大氣壓力，由于冷卻水溫與外界氣溫溫差加大，因而提高了整個冷卻系統的散熱能力。