油水冷卻器的工作原理是直接把變壓器熱油輸送到冷卻器的冷卻管束外周，并使冷卻水通過散熱管內周，油水兩種介質不斷循環通過冷卻管壁進行熱交換，從而達到變壓器冷卻的目的。

它主要由水箱、油箱、散熱器和泵組成。工作時，泵將油從油箱抽出，經過散熱器中的油水換熱管，把油的熱能傳遞給水，水溫升高，油溫降低，冷卻后的油再經泵注入油箱，形成循環。

冷卻效果取決于散熱器面積、水量和水溫。使用中要根據設備工作環境和冷卻需求調整水的流量和溫度。通常水箱水會循環使用，所以要定期更換水質。

在不同場景中，油水冷卻器有不同應用。比如在汽車中，常安裝在發動機前面確保正常運轉，高性能車型還會用雙冷系統。在工程機械和農業機械里，主要冷卻液壓油和潤滑油，因工作環境惡劣，所以要耐高溫、耐腐蝕。

其型號含義中，Y 代表強油油循環，F 代表風冷卻，字母后的數字表示單臺冷卻器額定冷卻容量。操作電源電壓一般為 380V。

在大中型鋼鐵企業中，像電爐變壓器這類大型電力設備，因電流大發熱多，靠變壓器內的油給繞組線圈降溫，油溫靠變壓器一側的油水冷卻器降低，原理是交換器內低溫水帶走高溫油的熱量實現降溫。在液壓系統中，高溫油流經油冷卻器裝置，與強制流動的冷空氣或冷水進行高效熱交換，使油溫降至工作溫度，保證主機正常運轉。液壓工程中可選可拆板式、釬焊式、管殼式等冷卻器。