Sammantaget är termostatens funktion att förhindra att motorn överkyls. Till exempel, efter att motorn fungerar normalt, om det inte finns någon termostat vid körning på vintern, kan temperaturen på motorn vara för låg. Vid denna tidpunkt måste motorn tillfälligt stoppa vattencirkulationen för att säkerställa att motortemperaturen inte blir för låg.
Den huvudsakliga termostaten som används är en termostat av vaxtyp. När kyltemperaturen är lägre än det angivna värdet är det raffinerade paraffinvaxet i termostatens temperaturavkännande kropp fast, och termostatventilen stänger gapet mellan motorn och kylaren under inverkan av en fjäder. Kylvätskan går tillbaka till motorn genom vattenpumpen för att utföra en liten cykel i motorn. När kylvätskans temperatur når det angivna värdet börjar paraffinvaxet smälta och blir gradvis flytande, och volymen ökar därefter och komprimerar gummiröret för att få det att krympa. När gummiröret krymper, appliceras ett uppåtriktat tryck på tryckstången, och tryckstången har en nedåtriktad omvänd tryck till ventilen för att öppna ventilen. Vid denna tidpunkt passerar kylvätskan genom kylaren och termostatventilen och strömmar sedan tillbaka till motorn genom vattenpumpen under en stor cykel. De flesta termostaterna är anordnade i cylinderhuvudets vattenutloppsrörledning. Fördelen med detta är att strukturen är enkel och det är lätt att eliminera luftbubblorna i kylsystemet; nackdelen är att termostaten ofta öppnas och stängs under arbete, vilket resulterar i svängningar.