Der Ladeluftkühler gehört zum Turboladersystem und befindet sich zwischen Verdichter (Turbo) und Einlassventil (Motor). Die verbrannte Kraftstoffmenge bestimmt direkt die Leistung. Ein Benzinmotor benötigt für die Kraftstoffverbrennung pro Kilogramm exakt 14,7 kg Luft, während es bei einem Dieselmotor 14,67 kg Luft ist. Die angesaugte Luft wird durch den Turbolader verdichtet, weshalb mehr Kraftstoff eingespritzt und verbrannt wird. Diese Leistungssteigerung funktioniert also, ohne einen direkten Eingriff am Motor vorzunehmen.
Im Turbo wird die Luft durch Verdichtung auf bis zu 180 Grad erhitzt. Deshalb sinkt der Sauerstoffgehalt und der Wirkungsgrad des Turboladers nimmt ab. Außerdem werden zusätzlich die Zylinderköpfe und Ventile stärker belastet. Frühzündungen bei Benzinmotoren sind außerdem ein unliebsamer Nebeneffekt. Je kälter die angesaugte Luft, desto höher ist der Turbo-Wirkungsgrad und daraus resultierend die Motorleistung. Die Ansaugluft wird durch den Ladeluftkühler auf einen Bereich von etwa 10 bis 20 Grad über der Umgebungstemperatur gekühlt, sodass der Sauerstoffanteil angehoben wird.
Ein luftgekühlter Ladeluftkühler führt die angesaugte Luft durch mehrere Kanäle mit Lamellen. Hierbei kommt die Luft mit einer größeren Abkühlfläche in Verbindung, was zu einer Druckreduzierung führt. Da das Luftvolumen so verringert wird, kann wesentlich mehr Kraftstoff eingespritzt werden, weshalb der Druckverlust nicht ganz so wichtig ist. Ein wassergekühlter Ladeluftkühler benötigt generell nicht so viel Platz und ist deshalb vor allem für kleinere Fahrzeuge geeignet. Durch die kompakte Bauweise wird das sogenannte “Turbo-Loch” vermieden. Jedoch führt ein wassergekühltes Ladeluftkühler-System zu einer Abnahme des Wirkungsgrades von etwa 10 %, da elektrische Energie für den Antrieb der Umwälzpumpe benötigt wird.