Termostat adalah sejenis perangkat pengatur suhu otomatis, biasanya berisi komponen pengindera suhu, yang dengan cara memuai atau menyusut akan menghidupkan dan mematikan aliran cairan pendingin, yaitu, secara otomatis menyesuaikan air yang masuk ke radiator sesuai dengan suhu cairan pendingin, mengubah jangkauan sirkulasi cairan pendingin, untuk menyesuaikan kapasitas pembuangan panas sistem pendingin.
Termostat utama mesin adalah termostat tipe lilin, yang dikendalikan oleh parafin di dalamnya melalui prinsip pemuaian termal dan penyusutan dingin untuk mengontrol sirkulasi cairan pendingin. Ketika suhu pendinginan lebih rendah dari nilai yang ditentukan, parafin halus di dalam badan sensor suhu termostat menjadi padat, katup termostat di bawah aksi pegas menutup saluran antara mesin dan radiator, cairan pendingin melalui pompa air kembali ke mesin, mesin melakukan siklus kecil. Ketika suhu cairan pendingin mencapai nilai yang ditentukan, parafin mulai mencair dan secara bertahap menjadi cairan, dan volumenya meningkat dan menekan tabung karet sehingga menyusut. Pada saat yang sama, tabung karet menyusut dan memberikan dorongan ke atas pada batang pendorong. Batang pendorong memberikan dorongan ke bawah pada katup sehingga katup terbuka. Pada saat ini, cairan pendingin mengalir melalui radiator dan katup termostat, dan kemudian mengalir kembali ke mesin melalui pompa air untuk sirkulasi besar. Sebagian besar termostat ditempatkan di pipa keluar air kepala silinder, yang memiliki keunggulan struktur sederhana dan mudah untuk membuang gelembung udara di sistem pendingin; Kelemahannya adalah termostat sering membuka dan menutup saat beroperasi, sehingga menimbulkan fenomena osilasi.
Ketika suhu operasi mesin rendah (di bawah 70°C), termostat secara otomatis menutup jalur menuju radiator, dan membuka jalur menuju pompa air. Air pendingin yang mengalir keluar dari jaket air masuk langsung ke pompa air melalui selang, dan dikirim ke jaket air oleh pompa air untuk sirkulasi. Karena air pendingin tidak menguap melalui radiator, suhu kerja mesin dapat meningkat dengan cepat. Ketika suhu kerja mesin tinggi (di atas 80°C), termostat secara otomatis menutup jalur menuju pompa air, dan membuka jalur menuju radiator. Air pendingin yang mengalir keluar dari jaket air didinginkan oleh radiator dan kemudian dikirim ke jaket air oleh pompa air, yang meningkatkan intensitas pendinginan dan mencegah mesin dari panas berlebih. Siklus ini disebut siklus besar. Ketika suhu operasi mesin antara 70°C dan 80°C, siklus besar dan kecil ada secara bersamaan, yaitu, sebagian air pendingin untuk siklus besar, dan sebagian lainnya untuk siklus kecil.
Fungsi termostat mobil adalah untuk menutup katup pendingin sebelum suhu mencapai suhu normal. Pada saat ini, cairan pendingin mesin dikembalikan ke mesin oleh pompa air, dan sirkulasi kecil di dalam mesin dilakukan untuk membuat mesin cepat panas. Ketika suhu melebihi suhu normal, katup dapat dibuka, sehingga cairan pendingin mengalir melalui seluruh tangki radiator untuk sirkulasi besar, sehingga panas dapat cepat hilang.
