エンジンの冷却水が加熱されると膨張し、クローズドクーラントシステム内の圧力が上昇します。 ラジエターキャップはこの膨張を制御し、システムに一定の圧力を与えます。 キャップの定格圧力は、エンジンの用途によって異なり、13～16psiとなっています。 高性能のキャップは19～32psiです。 水の沸点は212°Fであり、密閉されたシステム内で圧力を上げると沸点が上昇する。
ラジエターキャップはまた、エンジンのクーラントを膨張・収縮させ、冷却システムに空気を混入させません。 アッパーシールは、常にシステムを密封して保護します。 エンジンが温まり、システムの圧力がキャップの定格圧力に達すると、プレッシャー・スプリングが圧縮され、加圧されたクーラントがリザーバーまたはクーラント・オーバーフロー・タンクに流れ込みます。
ラジエーターキャップはまた、エンジンが冷えると冷却水がラジエーターに戻るようにします。 また、バキュームバルブも搭載されています。 温度が下がり、冷却水が収縮すると、エンジンの冷却システムに真空が発生します。 バキュームバルブが開き、オーバーフロータンクからラジエーターにクーラントを戻すことができます。 このバルブにより、冷却水が冷えると収縮することができるのです。