Termostats ir automātiska temperatūras regulēšanas ierīce, kas parasti satur temperatūras noteikšanas komponentu, kas, paplašinot vai saraujoties, ieslēdz un izslēdz dzesēšanas šķidruma plūsmu, t. i., automātiski pielāgo ūdens padevi radiatoram atbilstoši dzesēšanas šķidruma temperatūrai, maina dzesēšanas šķidruma cirkulācijas diapazonu un pielāgo dzesēšanas sistēmas siltuma izkliedes jaudu.
Galvenais dzinēja termostats ir vaska tipa termostats, ko kontrolē iekšpusē esošais parafīns, izmantojot termiskās izplešanās un aukstās saraušanās principu, lai kontrolētu dzesēšanas šķidruma cirkulāciju. Kad dzesēšanas temperatūra ir zemāka par norādīto vērtību, termostata temperatūras sensora korpusā esošais attīrītais parafīns sacietē, termostata vārsts atsperes darbības rezultātā aizver kanālu starp dzinēju un radiatoru, un dzesēšanas šķidrums caur ūdens sūkni atgriežas dzinējā, tādējādi dzinējs sāk mazu ciklu. Kad dzesēšanas šķidruma temperatūra sasniedz norādīto vērtību, parafīns sāk kust un pakāpeniski kļūst par šķidrumu, un tā tilpums palielinās, piespiežot gumijas cauruli, lai tā sarautos. Tajā pašā laikā gumijas caurule saraujas un rada augšupvērstu spēku uz stūmējstieni. Stūmējs rada lejupvērstu spēku uz vārstu, lai vārsts atvērtos. Šajā laikā dzesēšanas šķidrums plūst caur radiatoru un termostata vārstu un pēc tam caur ūdens sūkni atgriežas dzinējā, nodrošinot lielu cirkulāciju. Lielākā daļa termostata ir novietota cilindra galvas ūdens izplūdes caurulē, un tam ir vienkārša konstrukcija un viegla burbuļu izvadīšana dzesēšanas sistēmā. Trūkums ir tāds, ka termostats darbības laikā bieži atveras un aizveras, radot svārstību fenomenu.
Kad dzinēja darba temperatūra ir zema (zem 70°C), termostats automātiski aizver ceļu, kas ved uz radiatoru, un atver ceļu, kas ved uz ūdens sūkni. Dzesēšanas ūdens, kas plūst no ūdens apvalka, caur šļūteni nonāk ūdens sūknī un ar ūdens sūkni tiek nogādāts ūdens apvalkā cirkulācijai. Tā kā dzesēšanas ūdens neiztvaiko caur radiatoru, dzinēja darba temperatūra var strauji paaugstināties. Kad dzinēja darba temperatūra ir augsta (virs 80°C), termostats automātiski aizver ceļu, kas ved uz ūdens sūkni, un atver ceļu, kas ved uz radiatoru. Dzesēšanas ūdeni, kas plūst no ūdens apvalka, atdzesē radiators un pēc tam ar ūdens sūkni nosūta uz ūdens apvalku, kas uzlabo dzesēšanas intensitāti un novērš dzinēja pārkaršanu. Šo cikla maršrutu sauc par lielo ciklu. Kad dzinēja darba temperatūra ir no 70°C līdz 80°C, vienlaikus pastāv lielie un mazie cikli, tas ir, daļa dzesēšanas ūdens ir paredzēta lielajam ciklam, bet otra daļa - mazajam ciklam.
Automašīnas termostata funkcija ir aizvērt automašīnu, pirms temperatūra ir sasniegusi normālo temperatūru. Šajā laikā dzinēja dzesēšanas šķidrums ar ūdens sūkni tiek atgriezts dzinējā, un dzinējā tiek veikta neliela cirkulācija, lai dzinējs ātri uzsildītos. Kad temperatūra pārsniedz normālo, to var atvērt, lai dzesēšanas šķidrums cirkulētu pa visu tvertnes radiatora cilpu, nodrošinot lielu cirkulāciju un ātru siltuma izkliedi.
