冷却系统是激光焊接机的重要组成部分，客户在购买设备时，会询问冷却系统是风冷还是水冷，如果冷却系统出现问题，设备将停止运行。如果冷却系统损坏，它可能会爆炸。

冷却系统按照冷却介质可以分为风冷和水冷，如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行的冷却的装置称为风冷系统；而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称之为水冷系统。水冷的成本最低，且冷却均匀，效果好，从而被广泛应用。

激光焊接机的冷水机一般都有过滤器，可以有效过滤掉水中的杂志，保持水泵清洁，防止堵水。冷水机最好使用纯水和离子水，再搭配一个压力表，用来观察水压。冷水机一般用220V家用电代替三相电，这样更有利于通用型设备。激光焊接机的冷水机设有温度保护，如果温度过高或是过低，会有信号提示报警。冷水机的底部有油流保护，当设定水流时，会有信号报警，可用于保护激光器及相关散热器部件。冷水机的水箱、水泵均采用不锈钢制造，不锈钢材质可以让冷水机更加的稳定，让其冷却效果更好。