Chłodnica oleju zapobiega nadmiernemu przegrzewaniu się oleju. Chłodnice oleju są stosowane przeważnie w samochodach ciężarowych. Konieczność zastosowania chłodnicy wynika z charakteru pracy po­jazdu. Duże obciążenia silnika, a jednocześnie niewielka prędkość są powodem niedostatecznego chłodzenia oleju w misce olejowej pędem powietrza. Chłodnice oleju w samochodach Lublin, GAZ-53F i ZIŁ-130 (rys. 5.11) są podobne do chłodnicy wody. Umieszczone są przed chłodnicą wody, a przepływający olej chłodzony jest powietrzem zasysanym przez wentylator. W przewodzie doprowadzającym olej do chłodnicy wbudowany jest zawór zapewniający utrzymanie właściwego ciśnie­nia w układzie smarowania oraz kurek do włączania i wyłączania chłodnicy. W celu uniknięcia zmniejszonego dopływu oleju do układu smaro­wania, wskutek spadku ciśnienia, w silniku GAZ-53F przed kurkiem znajduje się zawór bezpieczeństwa, który przerywa dopływ oleju do chłodnicy, gdy ciśnienie w układzie smarowania obniży się do 1 kG/cm2. W silniku ZIŁ-130 olej do chłodnicy dopływa z dolnej sek­cji pompy oleju. Gdy chłodnica oleju jest odłączona, olej przepływa przez zawór bezpieczeństwa w pokrywie pompy. Ochłodzony olej ście­ka rurką z chłodnicy do miski olejowej. Chłodnice oleju mają również niektóre silniki samochodów osobo­wych (np. Moskwicz 408, VOLKSWAGEN 1200). Są to zwykle silniki wysilone lub konstrukcja ich (ewentualnie sposób umieszczenia w nadwoziu) nie 'zapewnia dostatecznego chłodzenia w misce olejo­wej. W niektórych silnikach są stosowane wodne chłodnice oleju. Woda omywa wężownicę, przez którą przepływa olej lub w innych roz­wiązaniach — olej omywa użebrowane rurki, przez które przepływa woda. Silniki wyposażone w chłodnice oleju mają zwykle wskaźniki temperatury oleju.