Nói chung, chức năng của bộ điều chỉnh nhiệt là giữ cho động cơ không bị quá mát. Ví dụ, sau khi động cơ hoạt động bình thường, nếu không có bộ điều chỉnh nhiệt khi lái xe vào mùa đông, nhiệt độ động cơ có thể quá thấp. Lúc này, động cơ cần tạm dừng quá trình tuần hoàn nước để đảm bảo nhiệt độ động cơ không xuống quá thấp.
Bộ điều nhiệt chính được sử dụng là bộ điều nhiệt loại sáp. Khi nhiệt độ làm mát thấp hơn giá trị quy định, sáp parafin tinh chế trong thân cảm biến nhiệt độ của bộ điều nhiệt sẽ ở dạng rắn và van điều chỉnh nhiệt sẽ đóng khe hở giữa động cơ và bộ tản nhiệt dưới tác dụng của lò xo. Chất làm mát quay trở lại động cơ thông qua máy bơm nước để thực hiện một chu trình nhỏ trong động cơ. Khi nhiệt độ của chất lỏng làm mát đạt đến giá trị quy định, sáp parafin bắt đầu tan chảy và dần trở thành chất lỏng, thể tích tăng lên tương ứng và nén ống cao su làm cho nó co lại. Khi ống cao su co lại, một lực đẩy hướng lên trên tác dụng lên cần đẩy, còn thanh đẩy có lực đẩy ngược hướng xuống dưới tác dụng lên van để mở van. Lúc này, chất làm mát đi qua bộ tản nhiệt và van điều nhiệt, sau đó chảy ngược trở lại động cơ qua bơm nước trong một chu trình lớn. Hầu hết các bộ điều nhiệt đều được bố trí ở đường ống thoát nước của đầu xi lanh. Ưu điểm của việc này là kết cấu đơn giản, dễ dàng loại bỏ bọt khí trong hệ thống làm mát; nhược điểm là bộ điều chỉnh nhiệt thường đóng mở trong quá trình làm việc dẫn đến dao động.
