Hava soğutmalı motor, motorun sıcak parçalarının soğutulması için direkt olarak hava sirkülasyonunu kullanır.

Çoğu modern içten yanmalı motor, kapalı devre sıvı soğutucuların motor bloğu içindeki kanallar boyunca dolaşması ile soğutulur. Soğutucu ısıyı absorbe eder, daha sonra bir ısı eşanjörü veya radyatör ile üzerindeki ısıyı havaya iletir ve döngü bu şekilde devam eder. Bu şekilde de nihai soğutucu hava iken, sistemde dolaşan sıvı soğutucu dolayısı ile bu tipler su soğutmalı motor olarak bilinir.

Buna göre, bir hava soğutmalı motorda ısı motordan direkt olarak havaya atılır, sıvı soğutucu kullanılmaz.

Havacılık endüstrisinde kullanılan pistonlu motorların bir çoğu da hava soğutmalıdır. Günümüzde de birçok firma hafif uçaklarda genelde bu tip motor kullanmaktadır.

Bir çok motorsiklette de, ağırlıktan kazanmak ve motor yapısını basitleştirmek için hava soğutmalı motor kullanılır. Günümüzde imal edilen otomobillerde hava soğutmalı motorlar kullanılmamaktadır, fakat geçmişte üretilen birçok modelde hava soğutmalı motorlar kullanılmıştır.