Ar ūdeni dzesējamā dzinējā tiek izmantots šķidrais dzesēšanas šķidrums un radiators, lai nodrošinātu dzinēja dzesēšanas darbību. Dzesēšanas šķidrums sastāv no 50 procentu antifrīza un ūdens maisījuma; tas tiek izspiests cauri dzinējam ar ūdens sūkni un caur ūdens apvalku iziet cauri ar ūdeni dzesējamam dzinējam. Lielākajai daļai ūdens dzesēšanas dzinēju konstrukciju tiek izmantots smilšu liešanas process, kas rada dobu dzelzs vai alumīnija dzinēja bloku un cilindra galvu. Dzesēšanas šķidrums plūst cauri dobai telpai un absorbē dzinēja siltumu, tādējādi ļaujot dzinējam darboties kontrolētā temperatūrā.
Ne visiem dzinējiem ir vienāda ūdens dzesēšanas konstrukcija; daži dzinēji ir ar gaisa dzesēšanu. Šajā lietojumprogrammā lielas dzesēšanas spuras parasti tiek ielietas dzinēja detaļās, lai tās uzsildītu un izvadītu no dzinēja. Vējš, kas iet cauri dzesēšanas ribām, samazina dzinējā saglabātā siltuma daudzumu. Šāda veida dzesēšana nav tik efektīva karstās mitrās dienās kā ūdens dzesēšanas dzinēja konstrukcija.
Pat karstā dienā radiators spēj atdzesēt dzinēja dzesēšanas šķidrumu, pūšot gaisu gar dzesēšanas caurulēm ar dzesēšanas ventilatoru. Braucot ar ātrumu uz šosejas, dzesēšanas ventilators nav nepieciešams, lai uzturētu ar ūdeni dzesējamu dzinēju drošu darba temperatūru. Lai gan to sauc par ūdens dzesēšanas dzinēju, vairums dzinēju dzesēšanai neizmanto tikai ūdeni. Tiek izmantoti arī īpaši ķīmisko vielu un piedevu maisījumi, kas pazīstami kā antifrīzs, parasti metilglikola spirta maisījums; antifrīzs ir izturīgs pret sasalšanu zem nulles temperatūrā, vienlaikus izturot arī pārvārīšanu ļoti augstās temperatūrās.
Lielākā daļa ražotāju iesaka izmantot 50–50 antifrīza un ūdens maisījumu, lai nodrošinātu vislielāko aizsardzību gan dzinējam, gan dzesēšanas sistēmai. Īpašas smērvielas antifrīzā nodrošina ūdens sūkņa blīvējumu un gultņu eļļošanu. Antifrīzs ir jāmaina ik pēc dažiem gadiem, lai nodrošinātu vislabāko veiktspēju un maksimālu aizsardzību.
Jebkuram sacīkšu transportlīdzeklim, kas izmanto ūdens dzesēšanas dzinēju, dzesēšanas sistēmā ir jāizmanto tikai ūdens. Tas ir saistīts ar antifrīzu slidenumu un grūtībām to notīrīt no sacīkšu seguma avārijas gadījumā. Ūdens ir viegli izžāvēts un, saskaroties ar sacensību virsmu, īsā laikā iztvaiko. Tomēr antifrīzs paliek ļoti slidens un ir grūti uzsūcas ar parastajām eļļas žāvēšanas vielām, piemēram, eļļas sausumu un zāģu skaidām. Antifrīzs no ūdens dzesēšanas dzinēja var arī palikt uz riepas virsmas daudzus apļus, radot bīstamus apstākļus vadītājam, kā arī vadītājiem ap skarto transportlīdzekli trasē.