注塑模具的冷却系统通常包括模具的冷却水道、冷却剂分配器、温度控制器、泵、冷却剂收集器和软管等。注塑模具不仅仅是制品的成型设备，同时也兼具热交换器的功能。注塑模具的生产具有周期性，可分为合模、注塑、保压和冷却等阶段。一般情况下，在模具的开始生产工作到结束的整个周期内，冷却剂始终保持着对模具的冷却，而对于单个注塑成型周期，冷却剂对熔体的有效实际冷却则是除去开模合模两个阶段。对于注塑模具的整个生产过程，从熔体第一次注入模具开始，到模具达到最佳的稳定工作状态前，会存在几个周期的适应期，也可称为试产期。在这个过程中，周期性注入模具的熔体从熔融温度下降到顶出温度，模具整体的平均温度在经历几个周期以后从初始温度（环境温度）上升到一个基本保持稳定的温度值，此时，模具达到稳定工作状态。在此期间，热量以热传导、对流传热和辐射传热三种传热形式通过与模具、冷却剂和周围环境的交换散发出去。
注塑模具的冷却系统控制着模具温度的变化，对注塑成型的影响主要表现在制品品质和生产效率两个方面。模具温度及其分布的均匀性是影响制品品质的重要因素，尤其是模具型腔壁面温度，它是模具冷却系统设计和注塑工艺需要考虑的重要参数。总的来看，模具温度对制品的形变、尺寸精度、力学性能和表面质量有着重要的影响。
- 形变：稳定的模具温度、适宜的冷却速度对减小制品的变形有促进作用，尤其是结构复杂、壁厚变化过大的制品，在冷却时，应尽量保持模具中各个位置的温度基本一致，使得注入的熔体能同步冷却。
- 尺寸精度：恒定的模具温度有利于减小塑件的收缩率，使得制品的尺寸能保持稳定。当模具温度较低时，塑件的收缩率也较低。例如，对于结晶型塑料，模具温度较低时，塑件的结晶度也较低，可以降低塑件的收缩率。但从另一方面来看，较低的结晶度对维持制品的尺寸稳定是不利的，因此，在实际注塑中，应根据需要平衡各个影响，选择合适的模具温度，使得塑件获得最好的成型效果。
- 力学性能：不同的塑料，影响力学性能的因素是不同的。结晶度是影响结晶型塑料的主要因素，结晶度过高，塑件易开裂；而对于无定型塑料，塑件的内应力对力学性能有较大影响，对于此类塑件，注塑时应选择较高的模具温度。
- 表面质量：模具的温度较低，熔体充填时容易产生熔接痕，制品表面质量不佳，因此，要获得表面质量高的制品，应选择较高的模具温度。对于传统的冷却系统，由于模具结构的限制，如模具上的顶杆、镶块等，钻孔的直线式加工方式的局限，使得模具很难保证对制品的均匀冷却，从而对制品品质的影响就会更加明显，尤其是一些壁厚不均、结构复杂的制品。而随形冷却可以避开结构的限制，几乎能保持均匀等距的方式排布在模具中，可以实现对模具的均匀冷却，制品的尺寸精度、稳定性和内应力等都可以得到很好的保证。
本质上来说，模具冷却也是一个换热的过程，因此，强化传热技术也可以运用于模具的冷却，例如，英美等国家研究人员开发的脉冲冷却技术。对于被动式强化传热，可以改变冷却水道的内表面结构，使其形成粗糙表面结构，传统的钻孔加工方式在模具上是不可能实现的，但3D打印技术可以为冷却水道的内表面赋予不同的微细结构，可以提高传热效率。
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