Le plus couramment utilisé avec les moteurs turbocompressés, un refroidisseur intermédiaire est utilisé pour contrecarrer la chaleur de compression et l’absorption de chaleur dans l’air d’admission sous pression. En réduisant la température de l'air d'admission, l'air devient plus dense (permettant d'injecter plus de carburant, ce qui entraîne une augmentation de la puissance) et moins susceptible de souffrir de pré-allumage ou de cognement. Un refroidissement supplémentaire peut être assuré en pulvérisant de l'extérieur une fine brume sur la surface du refroidisseur intermédiaire, ou même dans l'air d'admission lui-même, afin de réduire davantage la température de charge d'admission grâce au refroidissement par évaporation.
Les refroidisseurs intermédiaires peuvent varier considérablement en taille, forme et conception, en fonction des performances et des besoins d'espace du système. De nombreuses voitures particulières utilisent soit des refroidisseurs intermédiaires montés à l'avant, situés dans le pare-chocs avant ou dans l'ouverture de la calandre, soit des refroidisseurs intermédiaires montés sur le dessus, situés au-dessus du moteur. Un système de refroidissement intermédiaire peut utiliser une conception air-air, une conception air-liquide ou une combinaison des deux.
Dans les moteurs automobiles où plusieurs étages d'induction forcée sont utilisés (par exemple un moteur séquentiel à double turbocompresseur ou à double charge), le refroidissement intermédiaire a généralement lieu après le dernier turbocompresseur/compresseur. Cependant, il est également possible d'utiliser des refroidisseurs intermédiaires séparés pour chaque étape de la turbocompression/suralimentation, comme dans la voiture de course record de vitesse terrestre JCB Dieselmax. Certains moteurs d'avion utilisent également un refroidisseur intermédiaire pour chaque étage de l'induction forcée. Dans les moteurs équipés d'un turbocompresseur à deux étages, le terme refroidisseur intermédiaire peut spécifiquement désigner le refroidisseur situé entre les deux turbocompresseurs et le terme refroidisseur final est utilisé pour le refroidisseur situé entre le turbo du deuxième étage et le moteur. Cependant, les termes refroidisseur intermédiaire et refroidisseur d'air de suralimentation sont également souvent utilisés quel que soit l'emplacement dans le système d'admission.
