Termostat układu chłodzenia wykorzystywany jest głównie w tłokowym silniku spalinowym, a jego podstawowym zadaniem jest właściwe chłodzenie jednostki napędowej. Termostaty samochodowe to proste urządzenia w kształcie mieszku, wykonane z cienkiej mosiężnej blachy i posiadające zawór grzybkowy. Niektóre termostaty zawierają również wosk, miedź, grafit oraz aluminium. Stosuje się je nie tylko w samochodach osobowych, ale również wielu sprzętach gospodarstwa domowego takich, jak np. pralka czy też żelazko.
W silniku spalinowym wymagane jest utrzymanie stałej, optymalnej temperatury chłodzącej jednostkę napędową w określonym zakresie. Ta optymalna temperatura powinna wynosić blisko 110 stopni Celsjusza, jednak termostaty są tak konstruowane, aby nigdy nie dopuszczały do takich temperatur. Standardowy termostat nie dopuszcza do przekroczenia 90-95 stopni Celsjusza i jednocześnie dba, aby temperatura nie spadła poniżej 80-85 stopni Celsjusza. Termostaty samochodowe zatem zapobiegają przegrzaniu oraz niedogrzaniu cieczy chłodzącej w jednostce napędowej.
Można przyjąć dwa główne rodzaje awarii termostatu, a mianowicie uszkodzenie w pozycji otwartej oraz uszkodzenie w pozycji zamkniętej. Pierwsza usterka ma miejsce, gdy chłodzenie pracuje nieprzerwanie na całym obiegu, wykorzystując przez cały czas działanie chłodnicy. Wówczas temperatura płynu chłodzącego jest zbyt niska, a jednostka napędowa nie jest w stanie osiągnąć optymalnej temperatury roboczej. W drugim przypadku usterki dochodzi do całkowitego zamknięcia urządzenia. Jest to bardziej niebezpieczne uszkodzenie, ponieważ w przypadku zamknięcia się termostatu ciecz nie jest w stanie przepływać przez chłodnicę i schłodzić się, co skutkuje szybkim nagrzaniem i brakiem możliwości odprowadzenia ciepła z jednostki napędowej. Może to doprowadzić do przegrzania się silnika.
Nieprawidłowe funkcjonowanie termostatu można oszacować po zbyt wysokiej temperaturze silnika. Powodem może być również zbyt mały poziom płynu chłodniczego, nieprawidłowo napięty pasek klinowy odpowiedzialny za pracę pompy wody lub przegrzewający się radiator chłodnicy. Należy bacznie zwracać uwagę na wskaźnik temperatury jednostki napędowej. Jeżeli pokazuje on minimalną wartość, wówczas najprawdopodobniej termostat został uszkodzony.