Termostatas yra automatinis temperatūros reguliavimo įtaisas, paprastai turintis temperatūros jutimo komponentą, kuris, išsiplėsdamas arba susitraukdamas, įjungia ir išjungia aušinimo skysčio srautą, t. y. automatiškai reguliuoja vandens kiekį į radiatorių pagal aušinimo skysčio temperatūrą, keičia aušinimo skysčio cirkuliacijos diapazoną ir reguliuoja aušinimo sistemos šilumos išsklaidymo pajėgumą.
Pagrindinis variklio termostatas yra vaško tipo termostatas, kurį kontroliuoja viduje esantis parafinas, veikiantis šiluminio plėtimosi ir šaltojo susitraukimo principu, kad būtų galima kontroliuoti aušinimo skysčio cirkuliaciją. Kai aušinimo temperatūra nukrenta žemiau nurodytos vertės, termostato temperatūros jutiklyje esantis rafinuotas parafinas sukietėja, termostato vožtuvas, veikiamas spyruoklės, uždaro kanalą tarp variklio ir radiatoriaus, o aušinimo skystis per vandens siurblį grįžta į variklį, ir variklis pradeda mažą ciklą. Kai aušinimo skysčio temperatūra pasiekia nurodytą vertę, parafinas pradeda tirpti ir palaipsniui virsta skysčiu, o jo tūris didėja ir spaudžia guminį vamzdelį, kad jis susitrauktų. Tuo pačiu metu guminis vamzdelis susitraukia ir daro aukštyn kylančią jėgą stūmoklyje. Stūmoklis daro žemyn judančią jėgą vožtuve, kad vožtuvas atsidarytų. Šiuo metu aušinimo skystis teka per radiatorių ir termostato vožtuvą, o po to per vandens siurblį grįžta į variklį, kad būtų užtikrinta didelė cirkuliacija. Didžioji termostato dalis yra cilindro galvutės vandens išleidimo vamzdyje, todėl konstrukcija paprasta ir lengva pašalinti aušinimo sistemos burbuliukus. Trūkumas yra tas, kad termostatas darbo metu dažnai atsidaro ir užsidaro, sukeldamas svyravimo reiškinį.
Kai variklio darbinė temperatūra žema (žemesnė nei 70 °C), termostatas automatiškai uždaro kanalą, vedantį į radiatorių, ir atidaro kanalą, vedantį į vandens siurblį. Iš vandens apvalkalo ištekantis aušinimo vanduo per žarną patenka tiesiai į vandens siurblį ir vandens siurblio siunčiamas į vandens apvalkalą cirkuliacijai. Kadangi aušinimo vanduo neišgaruoja radiatoriuje, variklio darbinė temperatūra gali greitai padidėti. Kai variklio darbinė temperatūra aukšta (virš 80 °C), termostatas automatiškai uždaro kanalą, vedantį į vandens siurblį, ir atidaro kanalą, vedantį į radiatorių. Iš vandens apvalkalo ištekantis aušinimo vanduo yra aušinamas radiatoriaus ir tada vandens siurblio siunčiamas į vandens apvalkalą, o tai pagerina aušinimo intensyvumą ir apsaugo variklį nuo perkaitimo. Šis ciklo maršrutas vadinamas dideliu ciklu. Kai variklio darbinė temperatūra yra nuo 70 °C iki 80 °C, didelis ir mažas ciklai egzistuoja vienu metu, t. y. dalis aušinimo vandens skirta dideliam ciklui, o kita dalis – mažam ciklui.
Automobilio termostato funkcija – uždaryti automobilį, kol temperatūra nepasiekia normalios temperatūros. Šiuo metu variklio aušinimo skystis grąžinamas į variklį vandens siurbliu, ir variklyje vyksta nedidelė cirkuliacija, kad variklis greitai įšiltų. Kai temperatūra viršija normalią, galima atidaryti, kad aušinimo skystis cirkuliuotų per visą bako radiatoriaus kilpą, kad būtų užtikrinta didelė cirkuliacija ir greitai išsisklaidytų šiluma.
