Silnik chłodzony powietrzem wykorzystuje żebra chłodzące wtopione w jego głowicę cylindrów, aby rozproszyć ciepło, zamiast korzystać z chłodnicy wypełnionej cieczą. Dzięki wyeliminowaniu chłodnicy silnik chłodzony powietrzem może być używany w zastosowaniach, w których ograniczenia przestrzeni uniemożliwiają montaż chłodnicy. Gdy silnik chłodzony powietrzem wytwarza ciepło, żebra chłodzące pozwalają wiatrowi i powietrzu odprowadzić ciepło od silnika, podobnie jak osoba dmuchająca na kawałek jedzenia, który jest zbyt gorący, aby go zjeść. Silnik chłodzony powietrzem, stosowany w każdym typie pojazdu, od samolotów, ciągników i samochodów sportowych po motocykle i łodzie, okazał się niezawodny i trwały. W zastosowaniach takich jak samoloty, silnik chłodzony powietrzem zapobiega ekstremalnym mrozom występującym na dużych wysokościach przed powodowaniem problemów związanych z zamarzaniem, takich jak te, które są plagą chłodzonych cieczą silników lotniczych.
Popularny w motocyklach ze względu na zmniejszoną masę, chłodzony powietrzem silnik jest stosowany w niektórych najdroższych motocyklach, a także w najtańszych modelach. Silnik chłodzony powietrzem, choć często krytykowany za ogromną ilość ciepła przenoszonego na nogi motocyklistów podczas siedzenia w bezruchu, nadal pozostaje popularnym wyborem dla wielu niestandardowych motocykli na całym świecie. Wielu producentów motocykli turystycznych zdecydowało się na dostarczanie wersji chłodzonych cieczą w motocyklach z najwyższej półki. Jednak amerykańska firma motocyklowa Harley-Davidson nadal oferuje konfiguracje silników chłodzonych powietrzem jako podstawowy pakiet silnikowy.
Wiele urządzeń używanych w budownictwie wykorzystuje silnik chłodzony powietrzem, aby zapewnić moc. Dzięki temu urządzenie może pracować w trudnych warunkach klimatycznych bez obawy o zamarznięcie lub przegrzanie. Eliminując chłodnicę, pompę wodną i płyn chłodzący, konserwacja jest znacznie mniejsza, aby zapewnić sprawne działanie sprzętu. Większość silników nie chłodzonych cieczą działa przy zmniejszonej prędkości obrotowej, co zmniejsza również zużycie części wewnętrznych silnika. Jednym z najbardziej godnych uwagi wyjątków od tej reguły jest piła łańcuchowa, która działa z bardzo dużą prędkością.
Silniki chłodzone powietrzem, które pracują przy wysokich prędkościach obrotowych są często wersjami 2-suwowymi. Ten typ silnika wykorzystuje mieszankę gazu i oleju w zbiorniku paliwa, a olej pomaga schłodzić silnik. Taka konfiguracja eliminuje również dużą ilość oleju w skrzyni korbowej silnika. Olej zatrzymuje ciepło silnika i dodatkowo utrudnia chłodzenie w silniku 4-suwowym. Dlatego wiele silników czterosuwowych wymaga zewnętrznej chłodnicy oleju silnikowego, która pomaga w utrzymaniu odpowiednich temperatur.