在注塑成型模具中，冷卻系統的設計非常重要。這是因為成型塑料製品只有冷卻固化到一定剛性，脱模後才能避免塑料製品因受到外力而產生變形。由於冷卻時間佔整個成型週期約70%～80%，因此設計良好的冷卻系統可以大幅縮短成型時間，提高注塑生產率，降低成本。
設計不當的冷卻系統會使成型時間拉長，增加成本；冷卻不均勻更會進一步造成塑料製品的翹曲變形。
根據實驗，由熔體進入模具的熱量大體分兩部分散發，一部分有5%經輻射、對流傳遞到大氣中，其餘95%從熔體傳導到模具。塑料製品在模具中由於冷卻水管的作用，熱量由模腔中的塑料通過熱傳導經模架傳至冷卻水管，再通過熱對流被冷卻液帶走。少數未被冷卻水帶走的熱量則繼續在模具中傳導，至接觸外界後散溢於空氣中。
注塑成型的成型週期由合模時間、充填時間、保壓時間、冷卻時間及脱模時間組成。其中以冷卻時間所佔比重最大，大約為70%～80%。因此冷卻時間將直接影響塑料製品成型週期長短及產量大小。脱模階段塑料製品温度應冷卻至低於塑料製品的熱變形温度，以防止塑料製品因殘餘應力導致的鬆弛現象或脱模外力所造成的翹曲及變形。
影響製品冷卻速率的因素有：
塑料製品設計方面。主要是塑料製品壁厚。製品厚度越大，冷卻時間越長。一般而言，冷卻時間約與塑料製品厚度的平方成正比，或是與最大流道直徑的1.6次方成正比。即塑料製品厚度加倍，冷卻時間增加4倍。
模具材料及其冷卻方式。模具材料，包括模具型芯、型腔材料以及模架材料對冷卻速度的影響很大。模具材料熱傳導係數越高，單位時間內將熱量從塑料傳遞而出的效果越佳，冷卻時間也越短。
冷卻水管配置方式。冷卻水管越靠近模腔，管徑越大，數目越多，冷卻效果越佳，冷卻時間越短。
冷卻液流量。冷卻水流量越大（一般以達到紊流為佳），冷卻水以熱對流方式帶走熱量的效果也越好。
冷卻液的性質。冷卻液的粘度及熱傳導係數也會影響到模具的熱傳導效果。冷卻液粘度越低，熱傳導係數越高，温度越低，冷卻效果越佳。
塑料選擇。塑料的是指塑料將熱量從熱的地方向冷的地方傳導速度的量度。塑料熱傳導係數越高，代表熱傳導效果越佳，或是塑料比熱低，温度容易發生變化，因此熱量容易散逸，熱傳導效果較佳，所需冷卻時間較短。
加工參數設定。料温越高，模温越高，頂出温度越低，所需冷卻時間越長。
冷卻系統的設計規則
所設計的冷卻通道要保證冷卻效果均勻而迅速。
設計冷卻系統的目的在於維持模具適當而有效率的冷卻。冷卻孔應使用標準尺寸，以方便加工與組裝。
設計冷卻系統時，模具設計者必須根據塑件的壁厚與體積決定下列設計參數——冷卻孔的位置與尺寸、孔的長度、孔的種類、孔的配置與連接以及冷卻液的流動速率與傳熱性質。