模温机的冷却方式分为直接冷却和间接冷却。间接冷却方式采用冷却回路与主回路分开，而直接冷却方式，冷却回路直接参与到主回路中。运水式模温机通常采用直接冷却方式。而运油式模温机，由于加热过程中，水和油不能参杂在起，所以都采用间接冷却方式，其做法通常采用板式交换器进行冷却。
油循环温度控制机顾名思义，就是以导热油做为传热媒介的模温机。油循环温度控制机自身设有个储油箱，工作时导热油由储油箱进入系统，经循环泵打入到模具或其它需要控温的设备，导热油从被控温设备出来后，再返回到系统，周而复始。导热油通过加热器升温，当感温探头探测到的媒体温度达到设定值时，加热器停止工作。当温度低于设定值时，加热器开始工作，当温度达到设定值后，又停止工作。如此循环往复
高温运水式模温机由于温度通常使用在160℃以上，因此，内部主管路循环的都为高温蒸汽，此时内部管路压力比较大，若使用直接冷却的方式，需要外部水压大于内部主管路水压才能进入主管路冷却。此种方法易残生危险。所以高温水式模温机也多采用间接冷却方式。