Во время работы фрезерного станка с ЧПУ основными источниками повышенного выделения тепла являются режущий инструмент в виде фрезы, зенковки, сверла и электрический шпиндель, который нагревается за счет трения в подшипниках на высоких скоростях. В таких случаях требуется охлаждение всем элементам станка. В заводских условиях шпиндель охлаждается жидкостью или сжатым воздухом.
Имея корпус из легкого сплава, шпиндель с воздушным охлаждением прогоняет воздух сквозь себя с помощью крыльчатки, которая закреплена на валу. Чаще всего такие шпиндели используются на деревообрабатывающих станках с ЧПУ. Они имеют массивную и мощную конструкцию, что положительно сказывается на величине выдерживаемых нагрузок и ресурсе шпинделя.
Отличается шпиндель водяного охлаждения от воздушного наличием водяной рубашки и штуцеров для отведения и подвода воды. Они применимы в станках, которые эксплуатируются в неспециализированных производственных помещениях, т. к. такие шпиндели не создают большого шума при работе. С их помощью возможно расширение возможностей станка за счет легкого регулирования высоты таких шпинделей.