中冷器的主要作用是降低渦輪增壓系統增壓後的高溫空氣溫度，提高空氣密度，從而提升發動機的換氣效率和動力性能。以下是中冷器的工作原理：
當空氣進入渦輪增壓系統時，其溫度會大幅升高，密度變小。中冷器通過冷卻這些高溫空氣，降低其溫度，從而提高空氣密度，增加進入發動機的空氣量。這一過程有助於提高發動機的功率輸出，減少燃料消耗，降低發動機爆燃的可能性，並使發動機更好地適應高海拔工作環境。
中冷器通常安裝在渦輪增壓器出口與進氣管之間，利用風冷或水冷的方式，通過管道和散熱片將高溫空氣的熱量散發到大氣中或冷卻液中，從而實現對空氣的冷卻。
對於多級壓縮系統，中冷器還分為中間冷卻和完全冷卻兩種類型。中間冷卻使低壓級排氣冷卻到中間壓力下的乾飽和蒸氣狀態，而完全冷卻則使氣體達到更低的溫度。