همانطور که پیشتر و در مقالات قبلی اشاره کردیم سیستم خنک کننده خودروهای احتراقی نقش مهمی دارند و عدم عملکرد صحیح آن موجب کاهش بازدهی موتور و یا حتی آسیب به آن می‌شود. همچنین توضیح دادیم که سیستم خنک کننده از اجزای متفاوتی تشکیل شده است و درباره نقش واتر پمپ نیز صحبت کردیم.
دمای مناسب موتور از اهمیت بالایی برخوردار است چرا که سرد بودن بیش از حد موتور باعث بالا رفتن غلطت و گرانروی روغن و در نتیجه روانکاری نامناسب قطعات داخل موتور می‌شود که آسیب به موتور را به همراه خواهد داشت. همچنین بالا رفتن بیش از حد دمای موتور نیز منجر به رقیق شدن روغن و از بین رفتن خاصیت روانکاری آن می‌شود که این مسئله نیز باعث صدمه دیدن موتور می‌شود.
مام موتورهای احتراقی که با مصرف سوخت فسیلی و تبدیل انرژی شیمیایی ناشی از آن به انرژی مکانیکی کار می‌کنند در سیستم خنک کننده خود قطعه‌ای کوچک اما مهم به نام ترموستات (به انگلیسی Thermostat) دارند. ترموستات قطعه کوچکی است که بین موتور و رادیاتور خودرو قرار می گرد و وظیفه دارد که دمای حرارت موتور را همواره نزدیک به دمای عملکردی آن نگه دارد؛ ترموستات این وظیفه خود را با تنظیم جریان مایع خنک کننده از رادیاتور به موتور انجام می‌دهد. این نوع ترموستات با استفاده از یک محفظه مهر و موم شده حاوی یک پودر مومی که با دمای خاصی ذوب و منبسط می‌شود عمل قطع و وصل حریان مایع را مدیریت می‌کند. انبساط این محفظه زمانی که دما از حد معینی فراتر رود عمل کرده و سوپاپ را باز می‌کند.
ترموستات در دمای خاصی که از سوی سازنده خودرو به عنوان دمای کارکرد بهینه موتور تعریف شده است باز می‌شود. ترموستات دارای محفظه یا سیلندری است که درون آن ماده حساس به حرارت قرار دارد و میله‌ای به سوپاپ ترموستات متصل شده که در درون این موم قرار گرفته است. با بالا رفتن دمای موتور و به دنبال آن افزایش دمای ترموستات این موم تبدیل به مایع و در نتیجه منبسط می‌شود. با انبساط این موم میله داخل سیلندر حرکت کرده و از محفظه خود خارج می‌شود و در نتیجه سوپاپ ترموستات باز می‌شود. بنابراین باز شدن هر چه بیشتر سوپاپ ترموستات با افزایش دما رابطه مستقیم دارد.
زمانی که موتور خودرو سرد است ترموستات مطابق وظیفه خود مسیر ورود آب به رادیاتور را می‌بندد و آب موجود در سیستم خنک کاری تنها در اطراف سیلندر به چرخش در می‌آید؛ این چرخه تا زمانی که موتور گرم شود ادامه دارد و آب برای خنک کاری وارد رادیاتور نمی‌شود.
پس از اینکه موتور خودرو به دمای تعریف شده رسید عملکرد ترموستات وارد فاز جدیدی می‌شود. برای حفظ دمای موجود ترموستات با باز کردن مسیر ورود آب به رادیاتور فرایند خنک سازی مایع توسط این قطعه را آغاز می‌کند. ترموستات خودرو به طور منظم و به منظور ثابت نگه داشتن دمای بهنیه موتور خودرو این عمل را به صورت یک سیکل انجام می‌دهد.