Termostat je druh automatického zariadenia na reguláciu teploty, ktoré zvyčajne obsahuje komponent na snímanie teploty. Rozťahovaním alebo zmršťovaním zapína a vypína prietok chladiacej kvapaliny, to znamená automaticky upravuje množstvo vody v chladiči podľa teploty chladiacej kvapaliny, mení rozsah cirkulácie chladiacej kvapaliny a upravuje kapacitu odvádzania tepla chladiaceho systému.
Hlavný termostat motora je voskový termostat, ktorý je ovládaný parafínom vo vnútri motora na princípe tepelnej rozťažnosti a studenej kontrakcie, čím sa reguluje cirkulácia chladiacej kvapaliny. Keď je chladiaca teplota nižšia ako stanovená hodnota, rafinovaný parafín v telese snímača teploty termostatu stuhne, ventil termostatu pôsobením pružiny uzavrie kanál medzi motorom a chladičom a chladiaca kvapalina sa cez vodné čerpadlo vracia do motora, čím sa motor spustí malý cyklus. Keď teplota chladiacej kvapaliny dosiahne stanovenú hodnotu, parafín sa začne topiť a postupne sa mení na kvapalinu. Jeho objem sa zväčšuje a tlačí na gumovú hadičku, čím sa zmršťuje. Súčasne sa gumová hadička zmršťuje a vyvíja tlak smerom nahor na tlačnú tyč. Tlačná tyč má tlak smerom nadol na ventil, čím sa ventil otvára. V tomto okamihu chladiaca kvapalina preteká cez chladič a ventil termostatu a potom sa cez vodné čerpadlo vracia do motora, čím sa dosahuje veľký obeh. Väčšina termostatu je umiestnená vo výstupnom potrubí vody z hlavy valcov, čo má výhodu jednoduchej konštrukcie a ľahkého odvádzania bublín z chladiaceho systému. Nevýhodou je, že termostat sa počas prevádzky často otvára a zatvára, čo spôsobuje kmitanie.
Keď je prevádzková teplota motora nízka (pod 70 °C), termostat automaticky uzavrie cestu vedúcu k chladiču a otvorí cestu vedúcu k vodnému čerpadlu. Chladiaca voda vytekajúca z vodného plášťa vstupuje priamo do vodného čerpadla cez hadicu a vodným čerpadlom je privádzaná do vodného plášťa na cirkuláciu. Pretože chladiaca voda sa nerozptyľuje chladičom, prevádzková teplota motora sa môže rýchlo zvýšiť. Keď je prevádzková teplota motora vysoká (nad 80 °C), termostat automaticky uzavrie cestu vedúcu k vodnému čerpadlu a otvorí cestu vedúcu k chladiču. Chladiaca voda vytekajúca z vodného plášťa je chladená chladičom a potom je vodným čerpadlom privádzaná do vodného plášťa, čo zlepšuje intenzitu chladenia a zabraňuje prehriatiu motora. Táto cyklická cesta sa nazýva veľký cyklus. Keď je prevádzková teplota motora medzi 70 °C a 80 °C, veľký a malý cyklus existujú súčasne, t. j. časť chladiacej vody pre veľký cyklus a druhá časť chladiacej vody pre malý cyklus.
Funkciou termostatu v aute je zatvoriť auto skôr, ako teplota nedosiahne normálnu teplotu. V tomto okamihu sa chladiaca kvapalina z motora vracia späť do motora pomocou vodného čerpadla a v motore sa vytvorí malá cirkulácia, aby sa motor rýchlo zahrial. Keď teplota prekročí normálnu teplotu, je možné ho otvoriť, aby chladiaca kvapalina pretekala celou nádržou chladiča a zabezpečila veľkú cirkuláciu, čím sa teplo rýchlo odvádza.
