오일 냉각기는 오일을 냉각하는 장치로서 그 구조는 일종의 소형 라디에터 로서 그 속에 오일과 물을 통로가 설치되어 있어 고온인 오일의 열을 냉각수가 흡수하여 냉각용 라디에이터에 의하여 공기 중에 발열하도록 되어 있다.
오일 냉각기에  디젤기관이나 터보과급기관 등과 같이 고부하 기관에서는 오일 냉각기가 설치되어 있다.
윤활유의 온도는 85℃를 초과하지 않는 것이 좋으며 온도가 약 125℃ 정도 이상이 되면 급격히 윤활성을 상실하여 윤활작용을 다할 수 없게 된다.
그러므로 일부 고부하 기관에서는 오일 냉각기를 설치하여 오일의 온도를 적정 온도로 유지시키도록 하고 있다.