Secara keseluruhannya, fungsi termostat adalah untuk memastikan enjin tidak terlalu sejuk. Contohnya, selepas enjin berfungsi seperti biasa, jika tiada termostat semasa memandu pada musim sejuk, suhu enjin mungkin terlalu rendah. Pada masa ini, enjin perlu menghentikan sementara peredaran air bagi memastikan suhu enjin tidak terlalu rendah.
Termostat utama yang digunakan ialah termostat jenis lilin. Apabila suhu penyejukan lebih rendah daripada nilai yang ditentukan, lilin parafin yang ditapis dalam badan pengesan suhu termostat adalah pepejal, dan injap termostat menutup jurang antara enjin dan radiator di bawah tindakan spring. Bahan penyejuk kembali ke enjin melalui pam air untuk menjalankan kitaran kecil dalam enjin. Apabila suhu cecair penyejuk mencapai nilai yang ditentukan, lilin parafin mula cair dan beransur-ansur menjadi cecair, dan isipadu meningkat dengan sewajarnya dan memampatkan tiub getah untuk menjadikannya mengecut. Apabila tiub getah mengecut, tujahan ke atas dikenakan pada rod tolak, dan rod tolak mempunyai tujahan terbalik ke bawah ke injap untuk membuka injap. Pada masa ini, penyejuk melepasi radiator dan injap termostat, dan kemudian mengalir kembali ke enjin melalui pam air untuk kitaran yang besar. Kebanyakan termostat disusun dalam saluran paip keluar air kepala silinder. Kelebihan ini ialah strukturnya mudah dan mudah untuk menghilangkan gelembung udara dalam sistem penyejukan; kelemahannya ialah termostat sering dibuka dan ditutup semasa bekerja, mengakibatkan ayunan.
