高溫水式模溫機的冷卻方式有兩種，可分為直接冷卻和簡接冷卻。間接冷卻方式采用冷卻回路與主回路分開，而直接冷卻方式，冷卻回路直接參與到主回路中。運水式模溫機通常采用直接冷卻方式。而運油式模溫機，由于加熱過程中，水和油不能參雜在一起，所以都采用間接冷卻方式，其做法通常采用板式交換器進行冷卻。
高溫運水式模溫機由于溫度通常使用在160℃以上，因此，內部主管路循環的都為高溫蒸汽，此時內部管路壓力比較大，若使用直接冷卻的方式，需要外部水壓大于內部主管路水壓才能進入主管路冷卻。此種方法易殘生危險。所以高溫水式模溫機也多采用間接冷卻方式。
直接冷卻的優點和缺點：直接冷卻只能用于溫度較低的場合，但采用直接冷卻的方式降溫速度快。
間接冷卻的優點和缺點：間接冷卻適用于高溫模溫機，但是熱交換速度慢，熱量會在熱交換中散失。