থার্মোস্ট্যাট হল এক ধরণের স্বয়ংক্রিয় তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণকারী যন্ত্র, যা সাধারণত তাপমাত্রা সংবেদনকারী উপাদান ধারণ করে, যা প্রসারিত বা সঙ্কুচিত হয়ে শীতল তরলের প্রবাহ চালু এবং বন্ধ করে, অর্থাৎ, শীতল তরলের তাপমাত্রা অনুসারে স্বয়ংক্রিয়ভাবে রেডিয়েটারে জল সামঞ্জস্য করে, শীতল তরলের সঞ্চালন পরিসর পরিবর্তন করে, শীতল সিস্টেমের তাপ অপচয় ক্ষমতা সামঞ্জস্য করে।
প্রধান ইঞ্জিন থার্মোস্ট্যাট হল মোম-ধরণের থার্মোস্ট্যাট, যা তাপীয় প্রসারণ এবং ঠান্ডা সংকোচনের নীতির মাধ্যমে ভিতরে থাকা প্যারাফিন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় যা কুল্যান্ট সঞ্চালন নিয়ন্ত্রণ করে। যখন শীতল তাপমাত্রা নির্দিষ্ট মানের চেয়ে কম থাকে, তখন থার্মোস্ট্যাট তাপমাত্রা সংবেদক বডিতে পরিশোধিত প্যারাফিন শক্ত থাকে, স্প্রিংয়ের ক্রিয়ায় থার্মোস্ট্যাট ভালভ ইঞ্জিন এবং রেডিয়েটারের মধ্যে চ্যানেল বন্ধ করে, জল পাম্পের মাধ্যমে কুল্যান্ট ইঞ্জিনে ফিরে আসে, ইঞ্জিন ছোট চক্র। যখন কুল্যান্টের তাপমাত্রা নির্দিষ্ট মানের পৌঁছায়, তখন প্যারাফিন গলতে শুরু করে এবং ধীরে ধীরে তরল হয়ে যায়, এবং আয়তন বৃদ্ধি পায় এবং রাবার টিউবকে চাপ দেয় যাতে এটি সঙ্কুচিত হয়। একই সময়ে, রাবার টিউবটি সঙ্কুচিত হয় এবং পুশ রডের উপর একটি ঊর্ধ্বমুখী থ্রাস্ট প্রয়োগ করে। পুশ রডটি ভালভটি খোলার জন্য ভালভের উপর একটি নিম্নমুখী থ্রাস্ট থাকে। এই সময়ে, কুল্যান্ট রেডিয়েটর এবং থার্মোস্ট্যাট ভালভের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় এবং তারপরে বৃহৎ সঞ্চালনের জন্য জল পাম্পের মাধ্যমে ইঞ্জিনে ফিরে আসে। থার্মোস্ট্যাটের বেশিরভাগ অংশ সিলিন্ডার হেডের জলের আউটলেট পাইপে সাজানো থাকে, যার সহজ কাঠামো এবং কুলিং সিস্টেমে বুদবুদগুলি নির্গত করা সহজ; অসুবিধা হল যে থার্মোস্ট্যাটটি প্রায়শই কাজ করার সময় খোলে এবং বন্ধ হয়, যা দোলনের ঘটনা তৈরি করে।
যখন ইঞ্জিনের অপারেটিং তাপমাত্রা কম থাকে (৭০°C এর নিচে), তখন থার্মোস্ট্যাট স্বয়ংক্রিয়ভাবে রেডিয়েটারের দিকে যাওয়ার পথটি বন্ধ করে দেয় এবং জল পাম্পের দিকে যাওয়ার পথটি খুলে দেয়। জল জ্যাকেট থেকে প্রবাহিত শীতল জল সরাসরি পায়ের পাতার মোজাবিশেষের মাধ্যমে জল পাম্পে প্রবেশ করে এবং জল পাম্প দ্বারা সঞ্চালনের জন্য জল জ্যাকেটে পাঠানো হয়। যেহেতু শীতল জল রেডিয়েটর দ্বারা বিলুপ্ত হয় না, তাই ইঞ্জিনের কার্যকরী তাপমাত্রা দ্রুত বৃদ্ধি করা যেতে পারে। যখন ইঞ্জিনের কার্যকরী তাপমাত্রা বেশি থাকে (৮০°C এর উপরে), তখন থার্মোস্ট্যাট স্বয়ংক্রিয়ভাবে জল পাম্পের দিকে যাওয়ার পথটি বন্ধ করে দেয় এবং রেডিয়েটারের দিকে যাওয়ার পথটি খুলে দেয়। জল জ্যাকেট থেকে প্রবাহিত শীতল জল রেডিয়েটর দ্বারা ঠান্ডা করা হয় এবং তারপর জল পাম্প দ্বারা জল জ্যাকেটে পাঠানো হয়, যা শীতলকরণের তীব্রতা উন্নত করে এবং ইঞ্জিনকে অতিরিক্ত গরম হওয়া থেকে বাধা দেয়। এই চক্র রুটটিকে বৃহৎ চক্র বলা হয়। যখন ইঞ্জিনের অপারেটিং তাপমাত্রা ৭০°C এবং ৮০°C এর মধ্যে থাকে, তখন একই সময়ে বৃহৎ এবং ছোট চক্র বিদ্যমান থাকে, অর্থাৎ, বৃহৎ চক্রের জন্য শীতল জলের কিছু অংশ এবং ছোট চক্রের জন্য শীতল জলের অন্য অংশ।
গাড়ির থার্মোস্ট্যাটের কাজ হল তাপমাত্রা স্বাভাবিক তাপমাত্রায় পৌঁছানোর আগেই গাড়িটি বন্ধ করে দেওয়া। এই সময়ে, ইঞ্জিনের শীতল তরলটি জল পাম্প দ্বারা ইঞ্জিনে ফিরিয়ে আনা হয় এবং ইঞ্জিনে ছোট সঞ্চালন করা হয় যাতে ইঞ্জিন দ্রুত গরম হয়। যখন তাপমাত্রা স্বাভাবিকের চেয়ে বেশি হয়ে যায় তখন খোলা যেতে পারে, যাতে শীতল তরলটি পুরো ট্যাঙ্কের রেডিয়েটর লুপের মধ্য দিয়ে বৃহৎ সঞ্চালনের জন্য প্রবাহিত হয়, যাতে দ্রুত তাপ অপচয় হয়।