เทอร์โมสตัท (Thermostat) เป็นอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิอัตโนมัติชนิดหนึ่งซึ่งโดยปกติจะประกอบด้วยส่วนประกอบตรวจจับอุณหภูมิโดยการขยายหรือย่อเพื่อเปิดและปิดการไหลของของเหลวหล่อเย็น กล่าวคือ ปรับน้ำเข้าหม้อน้ำโดยอัตโนมัติตามอุณหภูมิของการทำความเย็น ของเหลว เปลี่ยนช่วงการไหลเวียนของของเหลวหล่อเย็น เพื่อปรับความสามารถในการกระจายความร้อนของระบบทำความเย็น
เทอร์โมสตัทของเครื่องยนต์หลักคือเทอร์โมสตัทแบบขี้ผึ้ง ซึ่งควบคุมโดยพาราฟินภายในผ่านหลักการขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวของความเย็นเพื่อควบคุมการไหลเวียนของน้ำหล่อเย็นเมื่ออุณหภูมิทำความเย็นต่ำกว่าค่าที่ระบุ พาราฟินกลั่นในตัวตรวจจับอุณหภูมิของเทอร์โมสตัทจะเป็นของแข็ง วาล์วเทอร์โมสตัทภายใต้การทำงานของสปริงเพื่อปิดช่องระหว่างเครื่องยนต์และหม้อน้ำ สารหล่อเย็นผ่านปั๊มน้ำเพื่อ กลับเข้าสู่เครื่องยนต์รอบเล็กเมื่ออุณหภูมิของสารหล่อเย็นถึงค่าที่กำหนด พาราฟินจะเริ่มละลายและค่อยๆ กลายเป็นของเหลว และปริมาตรจะเพิ่มขึ้นและกดท่อยางให้หดตัวในเวลาเดียวกัน ท่อยางจะหดตัวและออกแรงดันขึ้นบนก้านกระทุ้งก้านกระทุ้งมีแรงผลักลงที่วาล์วเพื่อให้วาล์วเปิดในเวลานี้ สารหล่อเย็นจะไหลผ่านหม้อน้ำและวาล์วเทอร์โมสตัท จากนั้นจะไหลกลับไปยังเครื่องยนต์ผ่านปั๊มน้ำเพื่อการหมุนเวียนขนาดใหญ่เทอร์โมสตัทส่วนใหญ่จัดอยู่ในท่อจ่ายน้ำของฝาสูบซึ่งมีข้อดีคือมีโครงสร้างที่เรียบง่ายและปล่อยฟองอากาศในระบบทำความเย็นได้ง่ายข้อเสียคือเทอร์โมสตัทมักจะเปิดปิดเมื่อทำงานทำให้เกิดอาการสั่น
เมื่ออุณหภูมิการทำงานของเครื่องยนต์ต่ำ (ต่ำกว่า 70°C) เทอร์โมสตัทจะปิดทางเดินที่นำไปสู่หม้อน้ำโดยอัตโนมัติ และเปิดทางเดินที่นำไปสู่ปั๊มน้ำน้ำหล่อเย็นที่ไหลออกจากแจ็คเก็ตน้ำจะเข้าสู่ปั๊มน้ำโดยตรงผ่านท่อ และปั๊มน้ำจะถูกส่งไปยังแจ็คเก็ตน้ำเพื่อหมุนเวียนเนื่องจากน้ำหล่อเย็นไม่กระจายไปตามหม้อน้ำ อุณหภูมิในการทำงานของเครื่องยนต์จึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิการทำงานของเครื่องยนต์สูง (สูงกว่า 80°C) เทอร์โมสตัทจะปิดเส้นทางที่นำไปสู่ปั๊มน้ำโดยอัตโนมัติ และเปิดเส้นทางที่นำไปสู่หม้อน้ำน้ำหล่อเย็นที่ไหลออกจากแจ็คเก็ตน้ำจะถูกระบายความร้อนด้วยหม้อน้ำ จากนั้นปั๊มน้ำจะถูกส่งไปยังแจ็คเก็ตน้ำ ซึ่งช่วยเพิ่มความเข้มข้นในการทำความเย็นและป้องกันไม่ให้เครื่องยนต์ร้อนเกินไปเส้นทางจักรยานนี้เรียกว่ารอบใหญ่เมื่ออุณหภูมิการทำงานของเครื่องยนต์อยู่ระหว่าง 70 °C ถึง 80°C รอบใหญ่และเล็กจะเกิดขึ้นพร้อมกัน นั่นคือส่วนหนึ่งของน้ำหล่อเย็นสำหรับรอบใหญ่ และอีกส่วนหนึ่งของน้ำหล่อเย็นสำหรับรอบเล็ก
หน้าที่ของเทอร์โมสตัทในรถยนต์คือการปิดรถก่อนที่อุณหภูมิจะยังไม่ถึงอุณหภูมิปกติในเวลานี้ของเหลวหล่อเย็นของเครื่องยนต์จะถูกส่งกลับไปยังเครื่องยนต์โดยปั๊มน้ำ และการไหลเวียนเล็กน้อยในเครื่องยนต์จะดำเนินการเพื่อให้เครื่องยนต์อุ่นเครื่องอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิสูงกว่าปกติสามารถเปิดได้ เพื่อให้ของเหลวระบายความร้อนผ่านห่วงหม้อน้ำถังทั้งหมดเพื่อการไหลเวียนขนาดใหญ่ เพื่อกระจายความร้อนได้อย่างรวดเร็ว
