節(jié)溫器根據冷卻水的溫度自動調節(jié)進入散熱器的水量，改變水的循環(huán)范圍，從而調節(jié)冷卻系統(tǒng)的冷卻能力，保證發(fā)動機在合適的溫度范圍內工作。

節(jié)溫器必須保持良好的技術狀態(tài)，否則會嚴重影響發(fā)動機的正常工作。如果節(jié)溫器主閥開得太晚，會導致發(fā)動機過熱；如果主閥開啟過早，發(fā)動機暖機時間會延長，發(fā)動機溫度會過低。

目前，恒溫器的結構主要是蠟恒溫器。當冷卻溫度低于規(guī)定值時，節(jié)溫器溫度傳感器中細膩的石蠟呈固態(tài)，節(jié)溫器閥門在彈簧的作用下關閉發(fā)動機與散熱器之間的通道，冷卻液通過水泵返回發(fā)動機，在發(fā)動機內進行小循環(huán)。當冷卻液的溫度達到規(guī)定值時，石蠟開始融化，逐漸變成液體，體積增大，橡膠管被壓縮收縮。橡膠管收縮時，對推桿產生向上的推力，推桿對閥門產生向下的反推力，使閥門開啟。這時候冷卻液通過散熱器和節(jié)溫器閥門回流到發(fā)動機，再通過水泵回流到發(fā)動機進行大循環(huán)。節(jié)溫器大多布置在氣缸蓋的出水管中，結構簡單，冷卻系統(tǒng)中的氣泡容易排出；缺點是溫控器工作時經常開關，產生振蕩。