概要
冷やしたい対象に向けて空気の流れを作り、対象物の温度を下げてオーバーヒートさせないようにすること。
対置される「水冷」（液冷）に対し、冷却水（冷媒）やラジエーターを付けずに済むため、一般的に安価で整備性も高いが、冷却効率は高くない。
対象物
レシプロエンジン
主に二輪車や定置式エンジンで用いられる。水冷に比べ機構が簡素である一方、冷却能力の安定性には劣る。特に（シリンダーあたりの）排気量は大きくなると空冷では冷却が間に合わず、長時間にわたるアイドリングなどをするとオーバーヒートの危険が大きくなる。エンジンオイルも冷却に効果がある（油冷）ため、空冷エンジンであってもオイルクーラーを取り付けることもある。
バイクは排ガス規制や騒音規制などから少数派となりつつあるものの、現在でも空冷がよく採用される。エンジンを露出させることで、シリンダーのフィン（ヒレ）を伝った熱を走行風で冷却することができ、空冷二輪エンジンの美しい冷却フィンを愛するライダーも多い。シリンダーをV型に配置（Vツインなど）させたものが多いのも、シリンダーが独立することでの冷却効果向上を図ったものである。
スクーターには、エンジン軸で回転させるファンを使って起こした空気の流れを冷却に用いる強制空冷エンジンが広く用いられてきたが、近年では50ccの原付1種でも水冷を採用したものがある。
過去にはビートル、ポルシェ911など四輪車にも見られた。日本でも大衆向け小型車によく採用され、特に軽自動車ではスバル360を筆頭に2ストの強制空冷エンジンを搭載したものが多かったが、1970年代に排ガス規制の強化が進むと温度管理が難しい空冷エンジンは廃れた。騒音の大きさや、廃熱をヒーターなどで有効利用することが水冷エンジンに比べ難しいことも要因である。
プロペラ機ではエンジン全体を冷やすためにシリンダー配置を星型に設定し、飛行時に空気を取り込んで冷却した。
コンピューター
コンピューターは発熱の大きい部品（主にCPU、GPU、電源）の冷却を考慮する必要があるわけだが、デスクトップPCでは筐体の電源に電動ファンが取り付けられ、内部にたまった熱を逃がす。CPUやGPUは低発熱のものであれば金属製ヒートシンクで間に合う場合もあるが、特に発熱の大きい高性能CPUやGPUには冷却ファンが設けられたものもある。スーパーコンピューターなどの高性能サーバーではこれでも冷却が間に合わず、水冷を採用したものもあるが、パソコンでは稀。
ノートパソコンでは、電源を外付けとし、ファンレスで自然放熱を前提としたモデルも多い一方、CPUやビデオチップを冷却するため空冷ファンを設置したものもある。外気温の高い夏の冷却力向上のため、外付けファンやアルミ製簀の子も発売されている。
（人間を含めた）哺乳類
基本的に各臓器で発生した熱は血液で体表に運び、皮膚で冷却する「液冷式」だが、陰嚢（睾丸）に限っては精子の適温が体温より少し低くなっているため体外に露出している。クジラやゾウのオスは睾丸を体内に内蔵しており、低温の静脈血で冷やす「液冷式」を採用している。
