利用某种介质的流动，将水轮发电机转子和定子的绕组和铁芯在运行中产生的热能带走的冷却形式。大中型水轮发电机主要有空气冷却、水冷却和蒸发冷却等方式。

空气冷却

密闭循环通风冷却系统，利用转子旋转使冷空气进入转子及定子的通风间隙，经空气冷却器冷却后再进入转子内部（参见空冷式水轮发电机）。空气作为流动介质经空气冷却器将热能带走。这种方式结构简单，维护方便，但冷却效率较低。

水冷却

又称水内冷（参见水冷式水轮发电机）。在转子绕组、定子绕组中通冷却水直接进行冷却。按冷却的部位分为：①单水内冷方式，在定子绕组中通冷却水进行冷却。②双水内冷方式，在转子及定子绕组中均通冷却水进行冷却。双水内冷方式冷却效果较好，可以减小发电机尺寸，降低造价，相应地提高容量。但是密封结构复杂，对水质要求较高，运行维护工作量较大。

蒸发冷却

将低沸点的介质（如氟利昂）通入绕组中，利用介质迅速蒸发吸收热量进行冷却（参见蒸发冷却式水轮发电机）。这种方式冷却效率高，冷却介质绝缘性能好，不电解，不燃烧，不腐蚀。冷却介质在电机冷却过程中从液态变化到气态，由于比重差而形成自循环。这种冷却方式有比较高的技术经济指标，但对密封结构要求较高。