Une puce informatique est constituée d'un grand nombre de minuscules interrupteurs électroniques. Ces commutateurs électroniques entrent en action lorsqu'ils traitent des bits d'information. Chaque action de commutation fait passer une petite quantité d'énergie électrique. Chaque fois que cette quantité d'énergie électrique passe, un peu de chaleur est générée. Les processeurs informatiques modernes contiennent littéralement des millions d'interrupteurs électroniques qui peuvent commuter des milliards de fois par seconde. La chaleur ainsi produite peut s'accumuler considérablement. Avec la chaleur produite, la température d'un processeur peut également augmenter considérablement. La puce d'un processeur ne doit pas dépasser une certaine température, sous peine de tomber en panne. Il est donc important de dissiper rapidement la chaleur produite par toutes les activités de commutation d'un processeur. Une bonne dissipation de la chaleur permet de maintenir la température de la puce du processeur dans des limites acceptables, même lorsque la production de chaleur est élevée. Si un processeur n'est pas suffisamment refroidi, sa température augmentera de manière inacceptable en cas de forte charge. Pour éviter que le processeur ne tombe en panne, un circuit de protection interne intervient et réduit la vitesse de fonctionnement du processeur. Les performances de votre PC s'en trouveront fortement dégradées.
Dans la version la plus simple du refroidisseur d'ordinateur, un bloc de refroidissement en aluminium avec des ailettes est monté sur l'unité centrale. De la pâte de refroidissement est appliquée entre le dissipateur et le boîtier du processeur lors du montage afin de créer la meilleure conduction thermique possible. Le dissipateur est doté d'un certain nombre d'ailettes, ce qui multiplie la surface et le transfert de chaleur vers l'air. Pour accélérer le transfert de chaleur vers l'air, un ventilateur veille à ce que l'air froid soit continuellement aspiré à travers les ailettes. L'air chaud expulsé du bloc de refroidissement pénètre dans le boîtier de l'ordinateur. Il est important que cet air chaud soit aspiré hors du boîtier et remplacé par de l'air frais. Sinon, la température de l'air à l'intérieur du boîtier ne ferait qu'augmenter, rendant le refroidisseur de l'unité centrale de moins en moins efficace. Dans les petits PC légers, le ventilateur du bloc d'alimentation assure un mouvement d'air suffisant. Pour les PC lourds, ce n'est plus suffisant et il est important d'installer un refroidisseur d'ordinateur supplémentaire dans le boîtier, qui tire l'air chaud hors du boîtier par le haut pour que l'air ambiant frais soit aspiré dans le boîtier par le bas.
Pour les systèmes haute performance tels que les PC de jeu, il existe un deuxième moyen plus efficace de refroidir le processeur. Ce système de refroidissement est basé sur le refroidissement à l'eau. Le refroidisseur de processeur à eau se compose d'un certain nombre d'éléments. Le bloc de refroidissement du processeur refroidi à l'eau est relié à un grand radiateur par deux tuyaux. Celui-ci dissipe donc la chaleur non pas en faisant circuler de l'air, mais en faisant circuler de l'eau. L'eau a une capacité thermique beaucoup plus élevée que l'air, ce qui fait du refroidissement par eau une méthode de refroidissement beaucoup plus efficace. À l'intérieur du refroidisseur de l'unité centrale se trouve une pompe électrique qui veille à ce que l'eau chauffée soit pompée vers le radiateur. Étant donné que le système du bloc de refroidissement de l'unité centrale et du radiateur est couplé à deux temps et étanche à l'air, la pompe électrique pompe automatiquement l'eau. L'eau chaude s'écoule vers le radiateur qui est refroidi sur le côté du boîtier de l'ordinateur par un ou plusieurs grands ventilateurs de refroidissement. Ces ventilateurs soufflent de l'air frais hors du boîtier de l'ordinateur à travers le radiateur. De cette manière, la chaleur de l'unité centrale quitte directement le boîtier de l'ordinateur. Ensuite, l'eau refroidie retourne dans le bloc de refroidissement de l'unité centrale.