风冷和水冷的本质区别在于热量的传递路径和散热介质的比热容。风冷是直接通过热管将CPU热量传导至散热鳍片，再由风扇强制对流带走；而水冷则通过水（或冷却液）作为中间介质，将热量从冷头运输到冷排，再通过风扇散热。水的比热容远高于空气（约4倍），因此水冷在单位时间内能吸收更多热量而不显著升温，从而在持续高负载下保持更低的CPU温度。
对于i9-13900K这类300W级别的CPU，顶级风冷（如D15）在短时负载下尚可，但长时间满载容易因热管饱和而温度攀升；而240水冷虽然冷排面积和风扇数量有限，但由于水体的热容大，能更平稳地吸收热量，且冷排散热面积通常大于风冷鳍片，因此整体散热效率更高。不过，水冷的瓶颈在于冷排与空气的换热，如果风扇风压不足或机箱风道差，效果会大打折扣。从热力学角度，水冷相当于增大了系统热容并分散了散热面积，从而降低了热阻，这就是它更适合高功耗CPU的原因。