汽車節溫器目前分為機械式節溫器和電子式節溫器，原理基本上差不多，下面大概講講這兩種節溫器的工作原理。
節溫器是控制發動機冷卻系統大小迴圈的部件，小迴圈是指發動機的防凍液在發動機內部迴圈，大迴圈是指經過散熱水箱後再回到發動機內部。
機械式節溫器和電子節溫器內部都是經過石蠟控制節溫器的關閉或開度大小，機械式的節溫器是經過發動機的水溫達到某一溫度後，石蠟經過水溫升高的一定的溫度後，膨脹起來後，把閥門開啟，使發動機的冷卻液經過散熱水箱後再回流發動機內部，從而達到發動機水溫降下來的目的。
機械式的節溫器一般在水溫98℃時，全部開啟，讓冷卻液進行大迴圈，如果水溫度再升高一些，散熱風扇就會高速運轉，從而降低發動機水溫，一般風扇轉的時候，水溫會在103℃以上。當水溫降至90℃時，散熱風扇停止運轉，節溫器就會關閉。從而進行小迴圈。
電子節溫器就是節溫器內部透過電子加熱控制石蠟，由於熱脹冷縮原理，當電子加熱器加熱時，石蠟膨脹頂開節溫器閥門，當不加熱時冷卻後，石蠟冷縮關閉節溫器閥門。
電子節溫器的優點是控制節溫器的開度比較精準，因為是發動機電腦透過水溫感測器，根據水溫的變化，來直接控制節溫器的開關，而不用依靠冷卻液的溫度來控制節溫器。
如果節溫器處於常開狀態，那麼發動機水溫會上升很慢，甚至在冬天都上升不了水溫，因為冬天又要開暖風，所以水溫更加難上升，甚至造成暖風不暖或暖風出的很慢的現象。同時因為水溫上升慢，也會引起油耗偏高，因為發動機工作的最佳水溫在90℃至98℃這樣，有些會設計的更高一些。
如果處於常閉狀態，那麼發動機一直處於小迴圈，發動機水溫會越來越高，從而導致發動機水溫高，引起發動機自動熄火，甚至衝缸床墊的風險。
電子節溫器的優點就是由發動機電腦直接控制，比較精準，缺點就是損壞後，更換的配件價格比機械式的節溫器高一些。
