通常换热过程有两种流体，温度高的称为被冷却介质，温度低的称为冷却介质。在两种流体之间发生传热的换热器称为间壁式换热器，这个换热过程通过一个分隔开的壁面来进行。空压机中的冷却均为间壁冷却，即被冷却介质（热气体或热润滑油）将热量通过面传给冷却介质（水或空气）。这种热交换方式称为对流换热，又区分为自然对流和强制对流。
冷却器结构与气体压力及种类有很大关系。对冷却器的要求如下：
- 足够的强度与耐腐蚀；
- 满足冷却温度前提下，结构尽量紧凑、质量轻、占地少；
- 阴力损失小，以减少空压机功耗；
- 具有因温差不同而造成各零件热变形不同的补偿能力；
- 便于安装与清洗。
空压机中应用到的冷却器主要有列管式、板翅式和板式3种。列管式用于水冷，板翅式和板式用于风冷。
列管式冷却器也称管壳式冷却器，它由一系列管子构成的管束与壳体组成。由壳体、管箱、传热管束、管板和折流板等部件组成，这是最常见的螺杆空压机常用的冷却器。壳体为圆筒形，内部装有管束，管束两端被固定在管板上。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体:另一种在管外流动，称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。当被压缩气体压力低于5MPa时，可制成立式或卧式结构。
卧式和立式冷却器只是安装布置方向不同，结构及工作流程均相同。在螺杆空压机中，分为气冷却器和油冷却器，前者对压缩机的排气进行冷却，后者对润滑油进行冷却。
冷却水在气冷却器中走壳程，而在油冷却器中走管程。相对地，压缩空气在气冷却器走管程，润滑油在油冷却器中走壳程。
