В кулерах используются два типа систем охлаждения с разным принципом работы: электронное и компрессорное.
Система охлаждения кулера с электронным охлаждением состоит следующих элементов: бак для холодной воды, металлический радиатор охлаждения, пластина Пельтье, вентилятор, плата управления питанием и терморезистор. Бак водой наполняется, при помощи платы питания подаётся постоянный ток на пластину Пельтье. На пластине Пельтье появляется разность температур от -20ºC с одной стороны до +80ºC с противоположной. С горячей стороны, мотор с вентилятором выводит тепло за пределы корпуса, а с холодной стороны установлен алюминиевый радиатор который погружён в воду, тем самым отводит избыточный холод. При понижение температуры воды до нужного уровня, терморезистор отключает питание. Производительность электронных кулеров не более 1 литра в час.
Система охлаждения в кулерах с компрессором использует такой же принцип как в холодильниках и сплит-системах. В состав устройств входит: компрессор, конденсатор, решетка радиатора (испаритель), терморегулятор. При помощи компрессора выполняется сжатие фреона с выделением холода. Охлаждение системы выполняется при помощи радиаторной решетки, расположенной с тыльной части устройства. Производительность компрессорных кулеров составляет 2-3 литра в час.
Производительность системы охлаждения указывается в характеристиках к каждой модели. Суть этого параметра проще всего понять на примере: если набрать 1 стаканчик холодной воды, а в характеристиках кулера указана производительность охлаждения 2 литра/час — это значит, что 0,2 литра воды, поступившей в резервуар взамен вылитой, кулер охладит за 0,2/2=0,1 часа, то есть за 6 минут.