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什么特征使散热器成为一个好的散热器？需要考虑许多因素。
高散热器表面积。热传递发生在散热器的表面。因此，散热器应设计成具有较大的表面积；可以通过使用大量的细散热片或增加散热器本身的尺寸来实现此目标。
良好的气动性能。散热器的设计应使空气能够轻松快速地穿过冷却器，并到达所有散热片。特别是那些具有大量细散热片且散热片之间间距很小的散热器可能无法提供良好的气流。必须在高表面积（许多细散热片之间的小间隙）和良好的气动性能之间找到平衡。这也取决于散热器使用的风扇：一个强大的风扇可以将空气均匀地推过一个具有许多细散热片且只有少量间隙用于气流的散热器——而在无源散热器上，应该有更少的散热片，并且它们之间的间隙更大。因此，简单地为一个为无风扇使用而设计的大型散热器添加风扇并不一定能得到一个好的冷却器。
散热器内部良好的热传递。如果热量无法到达散热片，那么大的散热片就毫无意义，因此必须设计散热器，使其能够将热量从热源良好地传递到散热片。较厚的散热片具有更好的热导率；因此，必须在高表面积（许多薄散热片）和良好的热传递（较厚的散热片）之间找到平衡。当然，所用材料对散热器内部的热传递有重大影响。有时，会使用热管将热量从热源传导到远离热源的散热片部分。
接触面完美平整。与热源接触的散热器部分必须完全平整。平整的接触面允许使用更薄的热导化合物层，这将降低散热器和热源之间的热阻。
良好的安装方法。为了实现良好的热传递，散热器和热源之间的压力必须很高。散热器夹必须设计成提供强大的压力，同时仍然易于安装。使用螺钉/弹簧的散热器安装通常比普通夹具更好。热导胶或粘性胶带仅应在无法使用夹具或螺钉进行安装的情况下使用。测量散热器性能；热阻 θ 散热器性能以 °C/W（或 K/W——因为我们处理的是温差，所以这里摄氏度和开尔文温标没有区别）来衡量。我们称之为热阻 (θ)。这些值表示的示例：如果在散热器上施加 20W 的热负荷，并且这导致热源的温度升高 10 °C，则该散热器的额定值为 10 °C/20W = 0.5 °C/W。
θ 值仅对特定功率负荷和特定温度范围有效。
PC CPU 标准冷却器的热阻通常不会由散热器制造商指定，即使指定了，也往往不准确或出于营销目的而有意偏斜。您不能通过比较不同制造商的 θ 规格来判断散热器性能。
然而，专门从事工业应用散热器（尤其是大型无源散热器）的制造商指定的 θ 值通常更准确。
散热器测试并非易事；网上无数与冷却相关的网站上发现的许多散热器评测都没有正确完成。
散热器材料的热导率对冷却性能有重大影响。热导率以 W/mK 为单位；值越高，导率越好。作为经验法则，电导率高的材料也具有高的热导率。有关热导率的更多信息，请参阅此维基百科文章。
合金的热导率低于纯金属，但可能具有更好的机械或化学（腐蚀）性能。
以下材料通常用于散热器。
铝。它的热导率为 205W/mK，相当不错（作为比较：钢的热导率约为 50W/mK）。铝散热器的生产成本低廉；可以使用挤压工艺制造。由于铝的柔软性，它也可以快速铣削；压铸甚至冷锻也是可能的（有关生产方法的更多信息，请参阅本指南的第 2 部分）。铝也很轻（因此，铝散热器在移动设备时会对安装施加更少的压力）。
铜的热导率大约是铝的两倍——接近 400W/mK。这使其成为散热器的极佳材料；但它的缺点包括重量大、价格高以及生产方法的选择较少。铜散热器可以铣削、压铸或由粘合在一起的铜板制成；无法进行挤压。
为了结合铝和铜的优点，可以将铝和铜粘合在一起制作散热器。在这里，与热源接触的区域由铜制成，这有助于将热量传导到散热器的外部。第一个带有嵌入式铜块的 PC CPU 散热器是 Alpha P7125（用于第一代 Slot A Athlon CPU）。请记住，铜嵌入物只有在与铝部分紧密结合以实现良好的热传递时才有用。情况并非总是如此，尤其是对于廉价的冷却器而言。如果铜和铝之间的热传递很差，铜嵌入物可能弊大于利。
铜板有助于将热量分散到底板上。
铜芯有助于将热量传导到散热器的上部。
Thermalright 散热器（原型），中心有一个大的热管 热管比一块固体铜提供更好的热传递。
银的热导率甚至高于铜，但仅高出约 10%。这并不能证明其在散热器生产中更高的价格是合理的——然而，粉碎的银是高端热导化合物中的一种常见成分。