Chłodnica samochodowa – rodzaj wymiennika ciepła stosowanego do chłodzenia pracujących silników spalinowych w samochodach.
Najczęściej stosowanym sposobem chłodzenia silników w samochodach jest chłodzenie cieczą: w bloku i głowicy silnika znajdują się wydrążone kanały, przez które przepływa medium chłodzące. Może nim być woda, ale – szczególnie w strefie klimatu umiarkowanego – zazwyczaj stosuje się wodne roztwory najczęściej glikolu etylenowego. Przy pomocy pompy (o napędzie najczęściej mechanicznym z wału korbowego za pomocą paska klinowego lub paska rozrządu), zwanej pompą wodną, medium chłodzące pompowane jest do chłodnicy. Chłodnica najczęściej zbudowana jest w formie panelu poziomych lub pionowych cienkich rurek, zaopatrzonych w odprowadzające z nich ciepło ożebrowanie z cienkiej blachy, zwiększające aktywną powierzchnię odprowadzania ciepła. Przez panel chłodnicy przepływa powietrze. W czasie ruchu pojazdu przepływ powietrza wywołany jest ruchem pojazdu. Jeśli ruch ten nie występuje (np., podczas postoju pojazdu) przepływ wymuszany jest wentylatorem. Chłodnica zazwyczaj – w samochodach z silnikiem umieszczonym przed kabiną kierowcy – znajduje się na przodzie samochodu, dzięki czemu chłodnica omywana jest "świeżym" (nieogrzanym przez silnik) powietrzem.
Chłodnice samochodowe dobierane są w konstrukcji samochodu tak, aby nawet w najtrudniejszych warunkach pracy zapewnićtemperaturę medium chłodzącego poniżej punktu wrzenia. Aby nie dopuścić do nadmiernego przechłodzenia silnika w układzie chłodzenia znajduje się termostat, który zamyka przepływ cieczy chłodzącej przez chłodnicę kiedy jej temperatura jest poniżej ok. 85 °C.
Wlot powietrza do panelu chłodnicy w samochodach zasłonięty jest najczęściej ażurową osłoną (tzw. "atrapą" lub potocznie "grillem"); zwykle jest ona ważnym elementem ozdobnym samochodu, a jej wygląd bywa często "znakiem firmowym" producenta i jest powielany w różnych modelach tej samej marki.
Chłodnice o podobnej konstrukcji instalowane są praktycznie we wszystkich pojazdach samochodowych – samochodach osobowych,ciężarowych i autobusach oraz w ciągnikach i lokomotywach spalinowych, a także przy wszystkich innych silnikach spalinowych, także stacjonarnych – przy spalinowych sprężarkach, agregatach prądotwórczych, motopompach itp. Przy urządzeniach stacjonarnych kluczowym zagadnieniem jest zapewnienie dostatecznie skutecznego przepływu powietrza przez panel chłodnicy, co jest trudniejsze, niż w poruszających się pojazdach, owiewanych powietrzem otaczającym. Silniki spalinowe mniejszej mocy, instalowane np. wmotocyklach, małych samochodach (np. Fiat 126), pilarkach łańcuchowych, kosiarkach, ciągnikach ogrodniczych, bywają często chłodzone powietrzem i w nich chłodnica nie jest stosowana. Podobnie w silnikach lotniczych – również nie używa się chłodnic, co wobec dużej szybkości owiewającego takie silniki powietrza jest rozwiązaniem wystarczająco skutecznym, a jednocześnie lżejszym od chłodzenia cieczą.
