电脑在工作时消耗电能，而根据能量守恒定律，消耗的电能绝大部分最终转化为热量。如果不及时将这些热量散发出去，CPU、显卡等核心部件的温度会迅速上升，可能导致计算错误、性能下降甚至永久损坏。散热系统的重要性，由此可见一斑。
我们先来看热量的来源。CPU和显卡中的晶体管在状态切换时会产生能耗，频率越高、负载越重，发热就越大。当电流通过电阻时会产生焦耳热，而晶体管漏电也会额外增加发热。现代CPU的功耗通常在15瓦到150瓦之间，高端显卡的功耗甚至可达300瓦以上。这相当于一个小型电暖器的发热量，却要集中在指甲盖大小的芯片上散发出去。
台式机的风冷散热是最常见的方案。一个典型的CPU风冷散热器由三部分组成：底座与CPU芯片接触，通常采用铜质材料以保证导热效率；热管是密封的铜管，内部装有少量工作液体，受热端液体蒸发流向冷凝端，释放热量后冷凝回流，形成高效的热传导；散热鳍片是大量的金属薄片，增大了与空气的接触面积；风扇则强制空气流过鳍片，将热带走。整个系统的热阻决定了散热效率，而热管和鳍片的设计是其中的关键。
对于高端台式机，水冷散热往往是更优选择。一体式水冷散热器由水冷头、水管、水泵、冷排和风扇组成。水冷头内部有微水道，冷却液流经时带走芯片的热量，然后被水泵推送到冷排。冷排结构与散热鳍片类似，风扇将冷排上的热量吹散到空气中。水的比热容较大，能够吸收大量热量而温度升高不多，因此水冷系统的热容更大，能够应对CPU的瞬时发热峰值。