Като цяло функцията на термостата е да предпазва двигателя от преохлаждане. Например, след като двигателят работи нормално, ако няма термостат при шофиране през зимата, температурата на двигателя може да е твърде ниска. По това време двигателят трябва временно да спре циркулацията на водата, за да се гарантира, че температурата на двигателя няма да бъде твърде ниска.
Основният използван термостат е термостат от восъчен тип. Когато температурата на охлаждане е по-ниска от определената стойност, рафинираният парафинов восък в тялото на термостата е твърд и термостатният вентил затваря пролуката между двигателя и радиатора под действието на пружина. Охлаждащата течност се връща в двигателя през водната помпа, за да извърши малък цикъл в двигателя. Когато температурата на охлаждащата течност достигне определената стойност, парафиновият восък започва да се топи и постепенно става течен, а обемът съответно се увеличава и компресира гумената тръба, за да се свие. Когато гумената тръба се свие, към тласкащия прът се прилага тласък нагоре, а тласкащият прът има обратен тласък надолу към клапана, за да отвори клапана. По това време охлаждащата течност преминава през радиатора и вентила на термостата и след това се връща обратно към двигателя през водната помпа за голям цикъл. Повечето от термостатите са разположени в изходния тръбопровод за вода на главата на цилиндъра. Предимството на това е, че структурата е проста и е лесно да се елиминират въздушните мехурчета в охладителната система; недостатъкът е, че термостатът често се отваря и затваря по време на работа, което води до колебания.
