Neben dem Hauptkühlwassersystem sorgen die Nebenkühlwassersysteme für Kühlung von Anlagenkomponenten wie beispielsweise den Hauptkühlwasserpumpen oder den Notstromdieselanlagen.
Dem Oberwasserkanal des Wasserkraftwerks Gösgen werden während des Normalbetriebs rund 2,2 Kubikmeter Wasser pro Sekunde entnommen. Dieses Wasser wird in einem Düker unter der Aare dem Nebenkühlwasserpumpenhaus zugeführt, von wo es auf das nukleare und das konventionelle Nebenkühlwassersystem verteilt wird.
Das Nebenkühlwassersystem für die konventionelle Anlage hat die Aufgabe, alle Kühlstellen im Maschinenhaus, die Hauptkühlwasserpumpen und zwei Kältemaschinen zu kühlen. Auch das für den Kühlturmbetrieb benötigte Zusatzwasser wird diesem System entnommen und entkarbonisiert. Dieser Prozess stellt eine Enthärtung des Wassers dar. Dabei wird Kalziumhydrogenkarbonat in unlösliches Kalziumkarbonat übergeführt und abgeschieden. Das abgeschiedene Kalziumkarbonat wird als Rohmaterial für die Zementindustrie und als Kalkdünger in der Landwirtschaft wieder verwertet.
Überschüssiges Wasser, das maximal um 6,5°C erwärmt ist, wird an den Oberwasserkanal zurückgegeben. Das sind im Mittel etwa 1,5 Kubikmeter Wasser pro Sekunde. Die Ablaufleitung unterquert die Aare in einer zur Zuleitung parallelen Rohrleitung.
Das nukleare Nebenkühlwassersystem gewährleistet, ausser bei einem Flugzeugabsturz oder bei extremen Einwirkungen Dritter, unter allen erdenklichen Bedingungen die Wärmeabfuhr aus den Notstromdieselanlagen, den notstromgesicherten Kältemaschinen und dem nuklearen Zwischenkühlkreislauf. Ein Ablaufsystem zur Aare ermöglicht die sichere Ableitung des Nebenkühlwassers, auch wenn das Ablaufsystem zum Oberwasserkanal nicht verfügbar ist.
Am Unterwasserkanal des Wasserkraftwerks Gösgen befindet sich eine zweite Wasserfassung. Das mechanisch gereinigte Wasser wird durch zwei dieselgetriebene Pumpen über eine erdverlegte Rohrleitung ins Nebenkühlwasserpumpenhaus transportiert. Diese redundante Kühlwasserversorgung wird ausschliesslich im Notfall benötigt, wenn die Kühlwasserversorgung aus dem Oberwasserkanal versagen sollte.
