Celkovo je úlohou termostatu zabrániť podchladeniu motora. Napríklad, keď motor beží normálne, ak pri jazde v zime nie je termostat, teplota motora môže byť príliš nízka. V tomto čase musí motor dočasne zastaviť cirkuláciu vody, aby sa zabezpečilo, že teplota motora nebude príliš nízka.
Hlavným použitým termostatom je voskový termostat. Keď je teplota chladenia nižšia ako špecifikovaná hodnota, rafinovaný parafínový vosk v tele snímania teploty termostatu je pevný a ventil termostatu pôsobením pružiny uzatvára medzeru medzi motorom a chladičom. Chladiaca kvapalina sa vracia do motora cez vodné čerpadlo, aby vykonala malý cyklus v motore. Keď teplota chladiacej kvapaliny dosiahne špecifikovanú hodnotu, parafínový vosk sa začne topiť a postupne sa stáva tekutým a zodpovedajúcim spôsobom sa zväčšuje objem a stláča gumovú hadičku, aby sa zmrštila. Keď sa gumová hadica zmrští, na tlačnú tyč pôsobí ťah smerom nahor a tlačná tyč má spätný ťah smerom nadol k ventilu, aby sa ventil otvoril. V tomto čase chladiaca kvapalina prechádza cez chladič a termostatický ventil a potom prúdi späť do motora cez vodné čerpadlo počas veľkého cyklu. Väčšina termostatov je umiestnená vo výstupnom vodnom potrubí hlavy valcov. Výhodou je, že štruktúra je jednoduchá a je ľahké odstrániť vzduchové bubliny v chladiacom systéme; nevýhodou je, že termostat sa počas práce často otvára a zatvára, čo má za následok kmitanie.
