En intercooler er det som kalles en kryssstrømsvarmeveksler, da kjølevæsken som fjerner varmen (luften) beveger seg i nitti grader til den varme væsken (luften, vannet eller oljen). Samspillet mellom disse væskene oppnås ved bruk av rør og finner inne i mellomkjøleren. Hule rør beveger seg langs lengden av varmeveksleren og brukes som kanaler for den varme væsken for å komme seg fra innløpet, gjennom mellomkjøleren og deretter til utløpet når den er tilstrekkelig avkjølt.
Den virkelige kjølingen skjer gjennom bruk av finnene, som dekker overflaten til intercooleren. Justert på en korrugert måte, tillater de at overflatearealet til varmeveksleren maksimeres slik at varmen kan spres til omgivelsene så effektivt som mulig.
Enkelt sagt tar intercoolere varm luft inn i motoren og gjør den kaldere gjennom varmeveksling. Termodynamikkens regler sier at jo større temperaturforskjellen er mellom inntaksluften gjennom manifolden og forbrenningstemperaturen i sylinderen, jo mer energi omdannes gjennom forbrenningen. Så et kaldere inntak betyr større temperaturforskjell og derfor mer kraft.
Den mest effektive bruken av en intercooler er tilfeldigvis når den er installert på et turboladet eller superladet kjøretøy, der innsugningsluften blir for varm av at turboladeren eller superladeren spoler opp hvis den blir stående på annen måte. Ved å bruke enda flere termodynamiske prinsipper, hvis en væske økes i trykk, øker også temperaturen på den væsken. Derfor øker ladetrykket til en turbolader plutselig innløpslufttrykket og temperaturen som, hvis den ikke avkjøles, vil føre til manglende motoreffektivitet.
For å bekjempe dette er det plassert en intercooler mellom turboladeren og innløpet til motoren slik at luften kan avkjøles tilstrekkelig i tide til at den kan komme inn i sylindrene og samhandle med det innkommende drivstoffet. Uten en intercooler som utfører denne jobben, ville den varme luften fra noe sånt som en superlader skape en grobunn for forhåndsantenning. Dette betyr at drivstoff forbrennes for tidlig i motorsyklusen, noe som reduserer motorens effektivitet og kraft og muligens forårsaker skade.
