Система охлаждения двигателей BMW Е46 функционирует по циркуляционной схеме. При этом жидкость с помощью водяного насоса закачивается в полости и каналы блока и головки цилиндров, затем проходит через теплообменник отопителя, охлаждается в радиаторе и уходит на следующий круг. При этом в системе постоянно наблюдается избыточное давление, пока работает двигатель. Многие владельцы BMW Е46 отмечают. что, несмотря на свою надежность, она не всегда эффективно охлаждает силовой агрегат, однако на поверку оказывается, что в большинстве случаев это связано с ее неправильной эксплуатацией.