Kaiken kaikkiaan termostaatin tehtävänä on estää moottoria ylijäähtymästä. Esimerkiksi moottorin normaalin toiminnan jälkeen, jos talvella ajettaessa ei ole termostaattia, moottorin lämpötila voi olla liian alhainen. Tällä hetkellä moottorin on pysäytettävä tilapäisesti veden kierto, jotta moottorin lämpötila ei ole liian alhainen.
Päätermostaatti on vahatyyppinen termostaatti. Kun jäähdytyslämpötila on määritettyä arvoa alhaisempi, termostaatin lämpötila-anturirungossa oleva puhdistettu parafiini on kiinteää ja termostaattiventtiili sulkee jousen vaikutuksesta raon moottorin ja jäähdyttimen välillä. Jäähdytysneste palaa moottoriin vesipumpun kautta suorittaakseen pienen kierron moottorissa. Kun jäähdytysnesteen lämpötila saavuttaa määritellyn arvon, parafiinivaha alkaa sulaa ja muuttuu vähitellen nestemäiseksi, ja tilavuus kasvaa vastaavasti ja puristaa kumiputken kutistuen. Kun kumiputki kutistuu, työntötankoon kohdistetaan ylöspäin suuntautuva työntövoima, ja työntötangolla on alaspäin käänteinen työntövoima venttiiliin venttiilin avaamiseksi. Tällä hetkellä jäähdytysneste kulkee jäähdyttimen ja termostaattiventtiilin läpi ja virtaa sitten takaisin moottoriin vesipumpun kautta suuren syklin ajan. Suurin osa termostaateista on sijoitettu sylinterinkannen vedenpoistoputkeen. Tämän etuna on, että rakenne on yksinkertainen ja jäähdytysjärjestelmän ilmakuplat on helppo poistaa; Haittana on, että termostaatti avataan ja suljetaan usein työn aikana, mikä johtaa heilahteluihin.
