Термостат је врста аутоматског уређаја за регулацију температуре, који обично садржи компоненту за мерење температуре. Проширивањем или скупљањем укључује и искључује проток расхладне течности, односно аутоматски подешава воду у радијатору у складу са температуром расхладне течности, мења опсег циркулације расхладне течности и подешава капацитет одвођења топлоте система за хлађење.
Главни термостат мотора је термостат воскастог типа, којим управља парафин унутра путем принципа термичког ширења и хладног скупљања ради контроле циркулације расхладне течности. Када је температура хлађења нижа од наведене вредности, рафинисани парафин у телу термостата се чврсто стврдњава, термостатски вентил под дејством опруге затвара канал између мотора и хладњака, расхладна течност се враћа у мотор кроз водену пумпу, што доводи до малог циклуса мотора. Када температура расхладне течности достигне наведену вредност, парафин почиње да се топи и постепено постаје течност, а запремина се повећава и притиска гумену цевчицу да би се скупила. Истовремено, гумена цевчица се скупља и врши потисак нагоре на потисну шипку. Потисна шипка делује надоле на вентил да би се вентил отворио. У овом тренутку, расхладна течност тече кроз хладњак и термостатски вентил, а затим се враћа у мотор кроз водену пумпу ради велике циркулације. Већина термостата је постављена у излазној цеви главе цилиндра, што има предност једноставне структуре и лаког испуштања мехурића у систему хлађења; Мана је што се термостат често отвара и затвара током рада, што ствара феномен осцилације.
Када је радна температура мотора ниска (испод 70°C), термостат аутоматски затвара пут који води до хладњака и отвара пут који води до водене пумпе. Расхладна вода која истиче из воденог омотача улази директно у водену пумпу кроз црево и пумпа је шаље у водени омотач ради циркулације. Пошто се расхладна вода не расипа кроз хладњак, радна температура мотора може брзо да се повећа. Када је радна температура мотора висока (изнад 80°C), термостат аутоматски затвара пут који води до водене пумпе и отвара пут који води до хладњака. Расхладна вода која истиче из воденог омотача хлади се хладњаком, а затим се пумпа шаље у водени омотач, што побољшава интензитет хлађења и спречава прегревање мотора. Овај циклус се назива велики циклус. Када је радна температура мотора између 70°C и 80°C, велики и мали циклуси постоје истовремено, односно део расхладне воде је за велики циклус, а други део расхладне воде је за мали циклус.
Функција термостата у аутомобилу је да затвори вентил пре него што температура не достигне нормалну вредност. У овом тренутку, расхладна течност из мотора се враћа у мотор помоћу водене пумпе, а мала циркулација у мотору се врши како би се мотор брзо загрејао. Када температура пређе нормалну вредност, термостат се може отворити, тако да расхладна течност пролази кроз цео резервоар хладњака ради велике циркулације, како би се брзо одвела топлота.
