Bei der Luftkühlung wird die abzuführende Kühlwärme von den Oberflächen der Motorteile direkt an die umströmende Umgebungsluft abgegeben.
'''Fahrtwindkühlung.''' Sie ist die einfachste Art der Luftkühlung. Diese wird häufig bei Krafträdern angewandt, da ihre unverkleideten Motoren vom Fahrtwind umströmt werden. Um größtmögliche Kühlung zu erzielen wird der Wärmeübergang an die Umgebungsluft durch Vergrößerung der wirksamen Kühlfläche mit Kühlrippen verbessert. Deshalb sind Zylinder, Zylinderkopf und häufig auch das Motorgehäuse mit Kühlrippen versehen.
'''Gebläseluftkühlung.''' Sie ermöglicht eine ausreichende Kühlung von Motoren, die nicht vom Fahrtwind umströmt werden. Dabei wird ein Gebläse über einen Keilriemen vom Motor angetrieben und kühlt den einzelnen Zylinder mit Hilfe von Leitblechen gleichmäßig mit der Kühlluft.
'''Vorteile der Luftkühlung:'''
Der Motor wird schneller warm. Beim Einbau in der Mitte oder im Heck des Fahrzeugs keine längen Kühlflüssigkeitswege.
'''Nachteile der Luftkühlung:'''
Durch Kühlrippen evtl. mit Gebläse wirkt der Motor gegenüber der Flüssigkeitskühlung lauter. Kühlung und Heizung erfolgen ungleichmäßiger.
