1860年，第一臺內燃機誕生，其由法國人勒諾瓦爾研製，燃料是煤氣。壓縮比為1，熱效率4.5%,最大功率僅為4.5kW。而到了1876年，德國工程師奧托研製第一臺四衝程內燃機，壓縮比2.5，熱效率14%；1886年，熱效率達到15.5%； 1894年，熱效率達到20%；在1960年到2000年，發動機的熱效率發展陷入停滯，均沒有超過30%。而在近些年來，隨著發動機技術的不斷進步，絕大部分廠商的主流發動機已經達到了30%以上的熱效率。
在談論是風冷好還是水冷優異之前，我們要先來了解搞清楚什麼叫熱效率：發動機熱效率指的是發動機曲軸上輸出的有效功與得到該有效功消耗的燃料內能的比值。在發動機的氣缸中，燃料燃燒的總能量，除了一部分轉化為機械能，推動活塞運動，其他部分都以不同的方式散失到外界。這些散失到外界的能量主要是因為排氣損失、冷卻損失、機械損失、泵氣損失等而被損耗掉了。
這就好比，一間工廠裡有10名工人，但真正幹活的只有3名，這裡的 “熱效率”就是30%。而另一間工廠也有10個人，但真正幹活的卻有4個，這裡的“熱效率”就是40%。所以第一個工廠相當於低熱效率的發動機，而第二個工廠相當於高熱效率發動機。高熱效率的發動機，能量轉化效率更高。在相同油耗下，熱效率高的發動機動力會更充沛。相同速度下，高熱效率的發動機會有更低的油耗！
但由於在發動機運行過程中，熱效率過高有時候並不會成為效率，反而會成為發動機運行過程中的一些累贅。因為在發動機運行過程中，發動機產生的熱量會導致機油溫度升高，機油超過其工作溫度，就會失去潤滑活塞與汽缸壁降低兩者摩擦的效果，從而引發俗稱“縮缸”的活塞卡死等情形，其溫度也有可能導致發動機各部件因為熱脹冷縮而出現問題。所以才有所謂的水冷發動機。水冷發動機的缸體內鑄造有複雜的冷卻水道（乾式缸套），或與缸套形成冷卻水道（溼式缸套），活塞在缸套內工作，熱量通過缸套傳遞給水道中的冷卻水來實施冷卻。
很多車主都有這樣的一個疑問：“為什麼水冷的會比風冷的引擎馬力大呢”？按照各方面的參數上來說，水冷引擎確實是比相近排氣量與相同缸數的風冷引擎有著更強大的馬力。如果光是說冷卻方式決定了馬力大小，好像有點斷章取義了。簡單來說，冷卻系統負責降低引擎室燃燒所產生的熱能，並防止引擎機油超過其工作溫度，失去潤滑活塞與汽缸壁降低兩者摩擦的效果而引發俗稱“縮缸”的活塞卡死等情形，同時冷卻系統也降低引擎的溫度，減輕各部零件因高溫所產生熱膨脹的現象。而水冷散熱可以穩定工作溫度讓引擎達到最佳狀態。
雖然水冷引擎在冷卻效果比風冷引擎優異，但隨之而來的是，水冷引擎在發動機熱效率的利用上沒有風冷引擎利用得多，根據能量守恆定律，在同款發動機，各方面參數相同的情況下，水冷引擎動力不及風冷引擎，在油耗上也要較風冷引擎高，這點可以參照豪爵GW250和雅馬哈飛致250，但由於這兩款車在發動機形式上有著本質的區別（GW雙缸，飛致單缸），所以動力上的肯定不一樣。
是什麼或導致水冷引擎的熱效率不高，還是根據能量守恆定律，在保證車輛發動機部件發熱量的情況下，水冷引擎的水冷管道會帶走很大一部分熱量，讓這部分熱量揮發於空氣中，使其不能轉化為機械能。而由於風冷機器的冷卻效果並不顯著，所以揮發出的熱量只是少部分。較水冷機器而言，可以讓車輛汽油產生的熱量儘量轉化為機械能。
所以綜上所述，水冷引擎並不一定比風冷引擎好，關鍵得看發動機在排量、缸數上所產生的熱量是不是發動機質量所能承受的範圍，超過這個範圍，小排量像本田190、豪爵160等兩氣門發動機，其車輛引擎質量可以在引擎所產生的熱量的範圍內不會變形或膨脹，所以為了更高的使用熱效率，用風冷不為過。如果加上水冷系統，顯得有些多餘不說，在增加成本的同時還可能導致引擎熱效率利用不夠好，從而讓動力出現下滑亦或者油耗上升。
但當引擎在風冷的情況下，產家在匹配冷卻系統，如果技術不到位，或發動機所產生的熱量或導致引發俗稱“縮缸”的活塞卡死等情形，各零部件因高溫所產生熱膨脹的現象。這時候就必須要裝水冷系統進行更高效的冷卻方式。記得在國內，某些廠家懂得讓汽油更好的在引擎內部燃燒，但就是不知道怎麼去匹配冷卻系統。因為冷卻系統如果匹配得好，可以讓引擎動力與引擎溫度控制達到很好的平衡，匹配不好，會造成要麼動力弱、油耗高。要麼動力好，機器經常出故障。這就是考驗所有企業的問題，不是國產不夠好，他們都懂得發動機要冷卻，但在冷卻上，盲目的加裝水冷，可能導致適得其反的作用。
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