Двигатели автомобилей BMW Е39 охлаждаются системами, построенными на основе так называемой циркуляционной схемы. При этом пока двигатель холодный, жидкость проходит по малому кругу (то есть через полости в блоке и головке цилиндров, а если включен отопитель – то и через его теплообменник). Когда температура силового агрегата достигает определенной величины, то срабатывает термостат и включается большой круг циркуляции. Нагретая жидкость охлаждается в радиаторе, протекая через него сверху вниз, затем попадает в расширительный бачок и используется снова. В некоторых BMW Е39 в качестве опции системы охлаждения устанавливается так называемый тепловой аккумулятор.