Chłodzenie polega na zmniejszaniu oporów cieplnych pomiędzy źródłem ciepła a otoczeniem. W przypadku podkręcanych komputerów będziemy chłodzić procesor, kartę graficzną, chipset płyty głównej, mostek północny i inne silnie ogrzewające się układy scalone. W odprowadzeniu ciepła do atmosfery znaczenie ma wielkość powierzchni, która oddaje ciepło. Radiatory mają takie fantazyjne kształty właśnie z tego powodu. Istotny wpływ ma również ruch powietrza, dlatego w układach aktywnych montowane są wiatraczki wymuszające ruch.
Ekstremalny overclocking wymaga najsprawniejszych układów chłodzących. Dlatego zwykłe radiatory bywają niewystarczające. W celu schłodzenia silnie nagrzewających się komputerowych podzespołów stosuje się systemy chłodzenia wodnego. Istnieją również systemy mieszane, w których przez radiator przepływa ochładzająca woda a proces chłodzenia jest wspomagany wymuszanym ruchem powietrza. System chłodzenia wodnego musi składać się z trzech części: pompy, chłodnicy i bloków wodnych. Całość musi być połączona niezwykle precyzyjnie szczelnymi rurkami. Nawet jedna kropla wody może spowodować trwałe uszkodzenia wielu komputerowych podzespołów. W przypadku ekstremalnego overclockingu, w którym podzespoły komputerowe zmuszane są do pracy na granicy wytrzymałości materiałowej, stosowane są również ekstremalne rozwiązania chłodzące. Niektórzy overclockerzy stosują urządzenia oparte na freonie, ciekłym azocie, suchym lodzie, a nawet na tak zwanym bongo czyli chłodzeniu ewaporacyjnym. Ten rodzaj chłodzenia polega na zasadzie odparowywania wody bezpośrednio w chłodzonym powietrzu.
Podobna metoda, różniąca się od zastosowań komputerowych jedynie skalą stosowana jest do ochładzania elektrowni jądrowych. Rozwój technologii komputerowych idzie w kierunku, który nie przewiduje nadzwyczajnych metod chłodzenia w zwykłych komputerach osobistych. Zarówno procesory jak karty graficzne są projektowane w sposób umożliwiający zmniejszenie zużycia energii. Dzięki temu spada emisja ciepła w takich urządzeniach. Przeciętny użytkownik komputera, który nie zajmuje się podkręcaniem jego wydajności, ani nie jest specjalnym fanem tuningu powinien pamiętać o okresowym czyszczeniu wnętrza swojej maszyny. Przydatny w takich sytuacjach może być odtłuszczacz. Kurz zalegający poszczególne elementy może wytworzyć warstwę filcu, która skutecznie zatrzyma ciepło powodując, że dany element będzie się grzał mocniej niż po najbardziej ekstremalnym przetaktowaniu.