早期的汽车发动机并没有今天我们认为必不可少的重要附件——水泵，那时所用的液体冷却介质是纯水，顶多掺有一点木醇，以防止结冰。冷却水的循环完全依靠热对流的自然现象。冷却水自气缸体吸收热量之后，便自然地向上流动并进入散热器的上部；冷却水变冷之后，又自然地下沉到散热器的底部并进入气缸体的下部。利用这种热虹吸原理可以勉强完成冷却任务。但是不久之后，在冷却系统中增添了水泵，以便让冷却水更快速地流动。   

现代汽车发动机的冷却系统一般都采用离心式水泵。水泵最合理的安装位置是在冷却系统的底部，但是大部分的水泵是安置在冷却系统的中部，也有少数的水泵被安置在发动机顶部。安置在发动机顶部的水泵容易产生空穴现象。不管在什么位置，水泵的泵水量都很大，比如一台V8发动机的水泵泵水量，怠速时大约是750L／h，到高速时大约为12000L/h。   

从使用寿命来看，水泵设计上的最大变化是于几年前出现了陶瓷密封件，与以前所用的橡胶密封件或皮革密封件相比，陶瓷密封件更加耐磨，但是它也存在着易被冷却水中的硬质颗粒擦伤的缺点。虽然为防止水泵密封出现故障而在设计上进行了不断的改进，但是迄今还不能保证水泵的密封不出问题。一旦密封出现渗漏，那么水泵轴承的润滑就将被冲掉。