Взагалі, функція термостата полягає в тому, щоб уберегти двигун від переохолодження. Наприклад, після нормальної роботи двигуна, якщо під час їзди взимку немає термостата, температура двигуна може бути занадто низькою. У цей час двигун повинен тимчасово припинити циркуляцію води, щоб переконатися, що температура двигуна не буде надто низькою.
Основним термостатом, який використовується, є термостат воскового типу. Коли температура охолодження нижча за вказане значення, очищений парафін у термодатчику термостата твердий, а клапан термостата закриває зазор між двигуном і радіатором під дією пружини. Охолоджуюча рідина повертається до двигуна через водяний насос для здійснення невеликого циклу в двигуні. Коли температура охолоджуючої рідини досягає заданого значення, парафін починає плавитися і поступово стає рідким, а об'єм відповідно збільшується і стискає гумову трубку, щоб вона зменшилася. Коли гумова трубка стискається, до штовхача прикладається поштовх угору, а штовхач має зворотний поштовх вниз до клапана, щоб відкрити клапан. У цей час охолоджуюча рідина проходить через радіатор і клапан термостата, а потім повертається до двигуна через водяний насос для великого циклу. Більшість термостатів розташовані у водовідвідному трубопроводі головки блоку циліндрів. Перевагою цього є те, що конструкція проста, і бульбашки повітря в системі охолодження легко видалити; недоліком є те, що термостат часто відкривається і закривається під час роботи, що призводить до коливань.
