थर्मोस्टॅट हे एक प्रकारचे स्वयंचलित तापमान नियंत्रित करणारे उपकरण आहे, ज्यामध्ये सामान्यतः तापमान संवेदन घटक असतो. हे प्रसरण किंवा आकुंचन पावून शीतलक द्रवाचा प्रवाह चालू किंवा बंद करते, म्हणजेच, शीतलक द्रवाच्या तापमानानुसार रेडिएटरमधील पाण्याचे प्रमाण आपोआप समायोजित करते, शीतलक द्रवाच्या अभिसरणाची व्याप्ती बदलून शीतकरण प्रणालीची उष्णता उत्सर्जन क्षमता नियंत्रित करते.
मुख्य इंजिन थर्मोस्टॅट हा मेणाच्या प्रकारचा थर्मोस्टॅट आहे, जो आत असलेल्या पॅराफिनद्वारे औष्णिक प्रसरण आणि शीत आकुंचनाच्या तत्त्वावर कूलंटच्या प्रवाहावर नियंत्रण ठेवतो. जेव्हा कूलिंगचे तापमान निर्दिष्ट मूल्यापेक्षा कमी असते, तेव्हा थर्मोस्टॅटच्या तापमान संवेदन भागातील शुद्ध पॅराफिन घट्ट होते, स्प्रिंगच्या क्रियेमुळे थर्मोस्टॅट व्हॉल्व्ह इंजिन आणि रेडिएटरमधील मार्ग बंद करतो, आणि कूलंट वॉटर पंपाद्वारे इंजिनकडे परत येतो, ज्यामुळे इंजिनचे छोटे चक्र पूर्ण होते. जेव्हा कूलंटचे तापमान निर्दिष्ट मूल्यापर्यंत पोहोचते, तेव्हा पॅराफिन वितळू लागते आणि हळूहळू द्रव बनते, आणि त्याचे आकारमान वाढून ते रबर ट्यूबवर दाब देते, ज्यामुळे ती आकुंचन पावते. त्याच वेळी, रबर ट्यूब आकुंचन पावते आणि पुश रॉडवर वरच्या दिशेने दाब टाकते. पुश रॉड व्हॉल्व्हवर खालच्या दिशेने दाब टाकतो, ज्यामुळे व्हॉल्व्ह उघडतो. यावेळी, कूलंट रेडिएटर आणि थर्मोस्टॅट व्हॉल्व्हमधून वाहते आणि नंतर मोठ्या प्रवाहासाठी वॉटर पंपाद्वारे इंजिनकडे परत येते. बहुतेक थर्मोस्टॅट सिलेंडर हेडच्या पाण्याच्या आउटलेट पाईपमध्ये बसवलेले असतात, ज्याचा फायदा म्हणजे त्यांची रचना सोपी असते आणि कूलिंग सिस्टीममधील बुडबुडे सहजपणे बाहेर काढता येतात; याचा तोटा असा आहे की, काम करत असताना थर्मोस्टॅट वारंवार उघडतो आणि बंद होतो, ज्यामुळे दोलनाची घटना घडते.
जेव्हा इंजिनचे कार्यकारी तापमान कमी असते (७०°C पेक्षा कमी), तेव्हा थर्मोस्टॅट आपोआप रेडिएटरकडे जाणारा मार्ग बंद करतो आणि वॉटर पंपकडे जाणारा मार्ग उघडतो. वॉटर जॅकेटमधून बाहेर पडणारे थंड पाणी होजद्वारे थेट वॉटर पंपमध्ये प्रवेश करते आणि वॉटर पंपद्वारे अभिसरणासाठी वॉटर जॅकेटमध्ये पाठवले जाते. रेडिएटरद्वारे थंड पाण्याचा अपव्यय होत नसल्यामुळे, इंजिनचे कार्यकारी तापमान वेगाने वाढू शकते. जेव्हा इंजिनचे कार्यकारी तापमान जास्त असते (८०°C पेक्षा जास्त), तेव्हा थर्मोस्टॅट आपोआप वॉटर पंपकडे जाणारा मार्ग बंद करतो आणि रेडिएटरकडे जाणारा मार्ग उघडतो. वॉटर जॅकेटमधून बाहेर पडणारे थंड पाणी रेडिएटरद्वारे थंड केले जाते आणि नंतर वॉटर पंपद्वारे वॉटर जॅकेटमध्ये पाठवले जाते, ज्यामुळे थंड होण्याची तीव्रता सुधारते आणि इंजिनला जास्त गरम होण्यापासून प्रतिबंध होतो. या चक्र मार्गाला 'मोठे चक्र' (large cycle) म्हणतात. जेव्हा इंजिनचे कार्यकारी तापमान 70°C ते 80°C च्या दरम्यान असते, तेव्हा मोठे आणि लहान चक्र एकाच वेळी अस्तित्वात असतात, म्हणजेच, शीतलक पाण्याचा काही भाग मोठ्या चक्रासाठी आणि उर्वरित भाग लहान चक्रासाठी असतो.
कारच्या थर्मोस्टॅटचे कार्य म्हणजे तापमान सामान्य पातळीवर पोहोचण्यापूर्वीच कार बंद करणे. यावेळी, वॉटर पंपाद्वारे इंजिनमधील शीतलक द्रव इंजिनमध्ये परत पाठवला जातो आणि इंजिनमध्ये लहान प्रमाणात अभिसरण होऊन इंजिन लवकर गरम होते. जेव्हा तापमान सामान्य पातळीपेक्षा जास्त होते, तेव्हा ते उघडले जाते, जेणेकरून शीतलक द्रव संपूर्ण टाकीच्या रेडिएटर लूपमधून मोठ्या प्रमाणात प्रवाहित होऊन उष्णता लवकर बाहेर टाकली जाते.