Der Durchsatz des Kühlmittels durch das Motorkühlsystem wird im wesentlichen durch die Funktion der Kühlmittelpumpe gesteuert. Bei Antrieb der Pumpe durch den Motor ist der Durchsatz niedrig bei niedriger Motordrehzahl und geringer Wärmeentwicklung und hoch bei hoher Motordrehzahl mit hoher Wärmeentwicklung. Der Durchsatz kann sich in einem Bereich von wenigen Litern pro Minute bis zu mehr als 300 l/min bewegen. Die Pumpe kann auch unabhängig von der Motordrehzahl mit Hilfe eines Elektromotors kennfeldgeregelt angetrieben werden, was die Leistungsaufnahme und den Kraftstoffverbrauch reduziert.
Die Kühlmittelpumpe besteht üblicherweise aus einem Gehäuse aus Gussaluminium und einem Pumpenlaufrad – ebenfalls aus einer Aluminiumlegierung, Grauguss, Stahl oder Kunststoff.