Am häufigsten kommt bei Turbomotoren ein Ladeluftkühler zum Einsatz, der der Kompressionswärme und der Hitzeeinwirkung in der unter Druck stehenden Ansaugluft entgegenwirkt. Durch die Reduzierung der Temperatur der Ansaugluft wird die Luft dichter (wodurch mehr Kraftstoff eingespritzt werden kann, was zu einer höheren Leistung führt) und es ist weniger wahrscheinlich, dass es zu Vorzündungen oder Klopfen kommt. Für zusätzliche Kühlung kann durch externes Sprühen eines feinen Nebels auf die Oberfläche des Ladeluftkühlers oder sogar in die Ansaugluft selbst gesorgt werden, um die Ansaugladungstemperatur durch Verdunstungskühlung weiter zu senken.
Ladeluftkühler können je nach Leistung und Platzbedarf des Systems in Größe, Form und Design stark variieren. Viele Personenkraftwagen verwenden entweder vorne montierte Ladeluftkühler, die sich in der vorderen Stoßstange oder der Grillöffnung befinden, oder oben montierte Ladeluftkühler, die sich über dem Motor befinden. Ein Ladeluftkühlungssystem kann ein Luft-Luft-Design, ein Luft-Flüssigkeits-Design oder eine Kombination aus beiden verwenden.
Bei Automobilmotoren, bei denen mehrere Stufen der Zwangsansaugung zum Einsatz kommen (z. B. ein sequenzieller Twin-Turbo- oder Twin-Charge-Motor), erfolgt die Ladeluftkühlung normalerweise nach dem letzten Turbolader/Kompressor. Es ist jedoch auch möglich, für jede Stufe der Turbo-/Aufladung separate Ladeluftkühler zu verwenden, wie zum Beispiel beim JCB-Dieselmax-Landgeschwindigkeitsrekord-Rennwagen. Einige Flugzeugtriebwerke verwenden auch einen Ladeluftkühler für jede Stufe der Zwangsansaugung. [Zitat erforderlich] Bei Motoren mit zweistufiger Turboaufladung kann sich der Begriff Ladeluftkühler speziell auf den Kühler zwischen den beiden Turboladern beziehen, und der Begriff Nachkühler wird für den Kühler verwendet, der sich zwischen dem Turbolader der zweiten Stufe und dem Motor befindet. Allerdings werden die Begriffe Ladeluftkühler und Ladeluftkühler häufig auch unabhängig von der Lage im Ansaugsystem verwendet
Luft-Luft-Ladeluftkühler sind Wärmetauscher, die Wärme von der Ansaugluft direkt an die Atmosphäre übertragen. Alternativ übertragen Luft-Flüssigkeits-Ladeluftkühler die Wärme von der Ansaugluft auf die Zwischenflüssigkeit (normalerweise Wasser), die wiederum die Wärme an die Atmosphäre überträgt. Der Wärmetauscher, der die Wärme von der Flüssigkeit an die Atmosphäre überträgt, funktioniert auf ähnliche Weise wie der Hauptkühler im Kühlsystem eines wassergekühlten Motors. In einigen Fällen wird das Kühlsystem des Motors auch für das Ladeluftkühlsystem verwendet. Luft-Flüssigkeits-Ladeluftkühler sind in der Regel schwerer als ihre Luft-Luft-Gegenstücke, da das System aus zusätzlichen Komponenten besteht (z. B. Wasserumwälzpumpe, Kühler, Flüssigkeit und Rohrleitungen).
Die meisten Schiffsmotoren verwenden Luft-Flüssigkeits-Ladeluftkühler, da das Wasser des Sees, Flusses oder Meeres für Kühlzwecke leicht zugänglich ist. Darüber hinaus befinden sich die meisten Schiffsmotoren in geschlossenen Räumen, in denen es schwierig wäre, einen guten Kühlluftstrom für eine Luft-Luft-Einheit zu gewährleisten. Schiffsladeluftkühler haben die Form eines Röhrenwärmetauschers, bei dem die Luft durch eine Reihe von Rohren im Kühlergehäuse strömt und in den Rohren Meerwasser zirkuliert. Die Hauptmaterialien, die für diese Art von Anwendung verwendet werden, sollen der Korrosion durch Meerwasser standhalten: Kupfer-Nickel für die Rohre und Bronze für die Meerwasserabdeckungen.
Eine Alternative zum Einsatz von Ladeluftkühlern, die heutzutage nur noch selten verwendet werden, bestand darin, überschüssigen Kraftstoff in den Brennraum einzuspritzen, sodass der Verdampfungsprozess die Zylinder kühlte und Klopfen verhinderte. Die Nachteile dieser Methode waren jedoch ein erhöhter Kraftstoffverbrauch und höhere Abgasemissionen.
