Na splošno je funkcija termostata, da prepreči prehlad motorja. Na primer, ko motor deluje normalno, če med vožnjo pozimi ni termostata, je lahko temperatura motorja prenizka. V tem času mora motor začasno ustaviti kroženje vode, da zagotovi, da temperatura motorja ne bo prenizka.
Glavni uporabljeni termostat je termostat tipa voska. Ko je temperatura hlajenja nižja od določene vrednosti, je rafiniran parafinski vosek v ohišju zaznavanja temperature termostata trden, termostatski ventil pa pod delovanjem vzmeti zapre režo med motorjem in radiatorjem. Hladilna tekočina se skozi vodno črpalko vrne v motor, da izvede majhen cikel v motorju. Ko temperatura hladilne tekočine doseže določeno vrednost, se parafinski vosek začne topiti in postopoma postane tekoč, prostornina pa se ustrezno poveča in stisne gumijasto cev, da se ta skrči. Ko se gumijasta cev skrči, se potisna palica pritisne navzgor, potisna palica pa vzvratno potisne navzdol na ventil, da odpre ventil. V tem času gre hladilna tekočina skozi radiator in termostatski ventil, nato pa teče nazaj v motor skozi vodno črpalko za velik cikel. Večina termostatov je nameščenih v cevovodu za odvod vode glave valja. Prednost tega je, da je struktura enostavna in je enostavno odstraniti zračne mehurčke v hladilnem sistemu; slabost je, da se termostat med delom pogosto odpira in zapira, kar povzroča nihanje.
