Når luften opvarmes, bliver den mindre tæt og mister ilt. I en motor kan dette forårsage flere problemer. Det mest almindelige problem er tab af effektivitet. Andre problemer kan omfatte slid og varmeskader på motorblokken og motorbankning forårsaget af luftlommer i luften, der tilføres til forbrænding.
I en motor udligner en mellemkøler den overskydende varme forårsaget af superladning eller turboopladning af en motor. Når luften afkøles, bliver den mere tæt. Denne øgede tæthed gør det muligt at forbrænde mere luft og brændstof pr. motorcyklus, hvilket i sidste ende øger motorens udgangseffekt.
Teknisk set er en inter cooler en enhed, der bruges mellem stadier af superladning eller turboopladning til at afkøle luften til brug i næste fase. Hvis enheden bruges i slutningen af overladningscyklussen, kaldes den en efterkøler. På trods af denne skelnen bruges de to navne ofte i flæng.
Størrelsen og designet afhænger af den motor, hvori mellemkøleren er installeret. Mange moderne biler har mellemkølere eller efterkølere. De findes også i fly og andre højeffektmotorer.
En luft-til-luft mellemkøler fungerer ved at lede varm motorluft gennem rør. Denne luft afkøles ved varmeoverførsel, da køligere luft passerer udenfor rørene. Hvor mellemkøleren er monteret på motoren bestemmer effektiviteten af kølesystemet.
Frontmonterede systemer er mest effektive. De sidder forrest i bilen, hvor bilens fremadgående bevægelse kan tvinge luft gennem systemet. Dette resulterer i en konstant tilførsel af kølig luft.
Topmonterede systemer er lidt mindre effektive. De sidder oven på motoren, hvilket tillader mere varme fra motoren at påvirke mellemkølersystemet, når varmen stiger. Desuden giver denne opsætning ikke en indbygget kilde til kølig luft. Mange mekanikere kommer uden om dette problem ved at installere en kaleche scoop, en hævet åbning i motorhjelmen, der tillader luft at passere ind i motorrummet.
En luft-til-vand mellemkøler fungerer ved at overføre varmen fra motorluften til vandet. Når vandet er opvarmet, bevæger det sig væk fra de varme dele af motoren. Det overfører derefter varme til udeluften.
