Chłodnica samochodowa to pewien rodzaj wymiennika ciepła który stosowany jest do chłodzenia pracujących silników spalinowych w samochodach. Najczęstszym chłodziwem w chłodnicy jest ciecz (glikol etylowy) która krąży po bloku silnika i głowicy przez wydrążone kanały. Ciecz ta jest rozsyłana po układzie przy pomocy pompy, zwanej też pompą wodną. Dzięki niej ciecz chłodząca pompowana jest do chłodnicy.

Chłodnica najczęściej zbudowana jest w formie panelu poziomych lub pionowych cienkich rurek, zaopatrzonych w odprowadzające z nich ciepło żeberka z cienkiej blachy. Ich zdaniem jest zwiększenie aktywnej powierzchnię, która odprowadza ciepło z układu. Chłodnica zazwyczaj umieszczona jest z przodu pojazdu, dzięki czemu jest naturalnie chłodzona. Przez panel chłodnicy przepływa powietrze które je chłodzi. Powietrze to jest przesyłane w czasie ruchu pojazdu, a podczas postoju ruch ten wymuszany jest wentylatorem.

Chłodnice samochodowe są w taki sposób dobierane do konstrukcji samochodu, by nawet w najcięższych warunkach pracy zapewnić temperaturę cieczy chłodzącej poniżej punktu jej wrzenia. Aby nie dopuścić do przechłodzenia silnika w układzie chłodzenia samochodu znajduje się termostat, który zamyka przepływ chłodziwa przez chłodnicę w momencie gdy temperatura jest poniżej ok. 85 °C.

Wlot powietrza do panelu chłodnicy w samochodach zasłonięty jest najczęściej maskownicą inaczej zwaną atrapą. Zazwyczaj jest ona istotnym elementem ozdobnym samochodu, i jest również znakiem firmowym producenta .

Chłodnice o podobnej konstrukcji montowane są praktycznie we wszystkich rodzajach samochodów takich jak osobowe, ciężarowe, oraz autobusy, ciągniki i lokomotywy spalinowe. Silniki spalinowe małej mocy, instalowane np. w motocyklach, małych samochodach, pilarkach łańcuchowych, kosiarkach, ciągnikach ogrodniczych, bywają stosunkowo często chłodzone powietrzem. Identycznie jest w silnikach lotniczych, w których także nie używa się chłodnic, szybkość owiewającego takie silniki powietrza jest wystarczająco skutecznym rozwiązaniem.