В качестве системы охлаждения на мотобуксировщиках чаще всего используется система воздушного охлаждения. Такой выбор обусловлен рядом причин, в том числе простотой обслуживания и компактностью силового агрегата. Но, несмотря на все преимущества, ДВС с воздушным охлаждением имеют и свои недостатки (повышенный шум при работе, низкий КПД системы), которые заставляют инженеров работать над усовершенствованием конструкции охлаждения. В настоящее время на мотобуксировщиках различных производителей применяются двигатели с естественной или принудительной системой воздушного охлаждения.
Система естественного охлаждения встречается реже, только на некоторых моделях мотобуксировщиков. При ее использовании охлаждение деталей происходит за счет набегающего потока ветра во время движения. Такая система является простейшей на сегодняшний день. Для повышения эффективности передача тепла от двигателя окружающей среде осуществляется посредством оребренной поверхности цилиндра. Основной недостаток – неравномерность отвода тепла вследствие низкой теплоемкости воздуха, следовательно, ограничение двигателей по мощности. Невозможно выпустить достаточно мощный двигатель с подобным охлаждением компактного размера. Также следует уделять особое внимание при конструировании исключению зон локального перегрева, что требует тщательного расчета оребрения, перенос выпускных каналов вперед двигателя и т.д.
Как альтернатива естественному охлаждению другие модели двигателей оснащают системой принудительной. В этом случае для создания воздушного потока используется вентилятор, который обдувает оребренную поверхность двигателя. Эта конструкция сверху закрывается защитным кожухом. По своей эффективности такой способ близок к системе жидкостного охлаждения. Кроме того, можно отметить и другие достоинства такой системы: простота конструкции и обслуживания, небольшой вес и др. Но вместе с этими преимуществами мы получаем и минусы, а именно шумность работы и увеличенные габариты (по сравнению с естественной системой охлаждения). Также при проектировании двигателей с принудительным охлаждением следует уделять особое внимание расчету отдельных узлов из-за сложности их обдува.
Учитывая и достоинства, и недостатки воздушного охлаждения все чаще в сфере производства мотобуксировщиков возникает вопрос об использовании жидкостного охлаждения, как более эффективного решения.