Chłodnica oleju służy do chłodzenia oleju: silnikowego, przekładniowego (skrzyń biegów), układu wspomagającego i układów hydrauliki siłowej. Jej zastosowanie pozwala wydłużyć czas pomiędzy wymianami oleju oraz zwiększa żywotność współpracujących elementów. Czynnikiem chłodzącym może być powietrze lub płyn chłodzący.

W przypadku chłodnic oleju z płynem chłodzącym, podczas nagrzewania silnika olej wcześniej osiąga swoją temperaturę roboczą, gdyż jest ogrzewany przez płyn chłodzący, który szybciej się nagrzewa niż olej. Po osiągnięciu właściwej temperatury pracy silnika następuje odwrócenie wymiany ciepła w chłodnicy oleju – płyn chłodzący odbiera ciepło od oleju. W takich układach chłodnice optymalnie regulują temperaturę oleju.