Ilmajäähdytteinen moottori käyttää sylinterinkantaan valettuja jäähdytysripuja lämmön poistamiseksi sen sijaan, että käytettäisiin nesteellä täytettyä jäähdytintä. Poistamalla jäähdyttimen ilmajäähdytteistä moottoria voidaan käyttää sovelluksissa, joissa tilan rajoitukset estävät jäähdyttimen asentamisen. Kun ilmajäähdytteinen moottori tuottaa lämpöä, jäähdytysrivat mahdollistavat tuulen ja ilman siirtävän lämmön pois moottorista aivan kuin henkilö puhaltaa liian kuumaan ruokaan. Ilmajäähdytteinen moottori, jota käytetään kaikentyyppisissä ajoneuvoissa lentokoneista, traktoreista ja urheiluautoista moottoripyöriin ja veneisiin, on osoittautunut luotettavaksi ja kestäväksi. Lentokoneiden kaltaisissa sovelluksissa ilmajäähdytteinen moottori estää korkeilla korkeuksilla esiintyvän äärimmäisen kylmän aiheuttamasta jäätymisongelmia, kuten nestejäähdytteisten lentokoneiden moottoreita.
Ilmajäähdytteinen moottori on suosittu moottoripyörissä pienen painonsa vuoksi, ja sitä käytetään joissakin kalleimmissa moottoripyörissä sekä edullisimmissa malleissa. Vaikka ilmalauhdutteinen moottori on edelleen arvostettu monille mittatilaustyönä valmistetuille moottoripyörille ympäri maailmaa, sitä kritisoidaan usein valtavasta lämmön määrästä, joka kulkee kuljettajien jalkoihin istuessaan paikallaan. Monet touring-tyyppisten moottoripyörien valmistajat ovat valinneet toimittamaan nestejäähdytteisiä versioita huippuluokan moottoripyörissä. Amerikkalainen Harley-Davidson-moottoripyöräyhtiö tarjoaa kuitenkin edelleen ilmajäähdytteisiä moottorikokoonpanoja ensisijaisena moottoripakettina.
Monet rakennusalalla käytettävät laitteet käyttävät ilmajäähdytteistä moottoria tehon tuottamiseen. Tämä mahdollistaa laitteen käytön vaikeissa ilmasto -olosuhteissa ilman jäätymisen tai ylikuumenemisen pelkoa. Kun jäähdytin, vesipumppu ja jäähdytysneste poistetaan, laitteiden ylläpito vaatii paljon vähemmän huoltoa. Useimmat nestejäähdytteiset moottorit toimivat alennetulla moottorin kierrosluvulla, mikä vähentää myös moottorin sisäosien kulumista. Yksi merkittävimmistä poikkeuksista tähän sääntöön on moottorisaha, joka toimii erittäin suurella nopeudella.
Ilmajäähdytteiset moottorit, jotka toimivat suurilla moottorin nopeuksilla, ovat usein 2-tahtisia versioita. Tämäntyyppinen moottori käyttää kaasu- ja öljyseosta polttoainesäiliössä, ja öljy auttaa jäähdyttämään moottoria. Tämän tyyppinen kokoonpano poistaa myös suuren määrän öljyä moottorin kampikammiosta. Öljy säilyttää moottorin lämmön ja lisää 4-tahtimoottorin jäähdytysvaikeuksia. Siksi monet 4-tahtimoottorit tarvitsevat ulkoisen moottoriöljynjäähdyttimen oikean lämpötilan ylläpitämiseksi.