A termosztát részt vesz a motor hűtésszabályozásában, feladata, hogy nyissa-zárja a nagy vízkört, mert ez utóbbiból kettő van a motornak. A kis vízkörben úgy kering a hűtőfolyadék, hogy nem halad át a radiátoron: erre akkor van szükség, amikor a motor az üzemi hőfok alatt üzemel, például bemelegedő stádiumban van. Amikor a hűtőfolyadék felmelegszik, a hő hatására kinyit a tányérszelep, amelyet egy hőérzékeny (hőre táguló) anyag működtet. A termosztát a nyitásakor felszabadítja a nagy vízkörben lévő hűtőfolyadék útját, amellyel a motor üzemi hőmérséklet fölé melegedése meggátolható. A nagy vízkör nyitásával a hűtő is belép a munkába a motor termikus egyensúlyának fenntartásáért. Előfordul, hogy a motor nem termel elég hulladékhőt, például tartós lejtmenetben, motorféküzemben: ekkor a modern motorok nem végeznek üzemanyag-betáplálást, kimarad a munkaütem, a még újabbak a motor ellenállásának csökkentésére (a hajtás nélküli gurulási út növeléséért) még a szelepeket is összenyitják, „ütemtelenné” teszik a motorüzemet. Ilyenkor, mivel kimarad a „belső égés”, hő sem termelődik a motorban, ám mert a hűtőrendszer üzemel, a külső hőmérséklet függvényében üzemi hőfok alá hűl a motor és a hűtőfolyadék is. Ekkor a termosztát is zár, gátolva a lehűlés intenzitását, és így ismét a kis vízkörben kering csak a hűtőfolyadék.

A leírtak alapján már kikövetkeztethető, hogy milyen hibajelenségeket okozhat a rossz termosztát. Előfordul, hogy beáll, mint a „szög”, szerencsétlen esetben zárt pozícióban: ekkor nem nyitja a nagy vízkört, a motor hűtés nélkül marad, pillanatok alatt túlmelegíti a kis vízkörben keringő hűtőfolyadékot – a hőgomba, amely méri a hűtőfolyadék hőmérsékletét éppen ezért a kis vízkörben van, a hengerfejnél. Ha a folyadék eléri a forráspontját, a nyomása drasztikusan megnő, annyira, hogy megrepesztheti a hengerfejet. Szerencsésebb esetben a kapituláló termosztát nyitva marad, vagyis hidegüzemben is kering a nagy vízkörben a hűtőfolyadék, jóval lassabban elérve az üzemi hőfokot. Az utastéri fűtés emiatt későn ébred, és nem feltétlenül olyan hatékony, mint azt elvárnánk. A nyitott állapotról az is árulkodik, ha egy átlagos autópályázás, vagy országúti haladás közben is képes visszahűlni a motor, majd megszűnik a fűtés is. Előfordul azonban, hogy a termosztát csak részlegesen nyit, ami kissé alattomos hiba: a motor bemelegedése nem, vagy alig lassul, normál üzemben pedig túl sem melegszik. Viszont pont, amikor a legnagyobb szükség lenne rá, akkor okoz bajt, mert akadályozza a hűtőfolyadék szabad keringését a nagy vízkörben, így a hűtés hatásfoka csökken. Emiatt nagyobb terhelésű motorüzem mellett túlmelegedhet a motor (pl. hegymenet, vontatás, nagy tempó).

A részlegesen nyitó, vagy a nagy vízkör útját szabadon hagyó hibák esetén az autó járóképes, elmehet a szervizbe, vagy hazaviheti a tulajdonosát. Ha nyitva maradt a termosztát, többet fogyaszt az autó, gyenge a fűtés, de nagyobb bajt nem okoz. A zárva maradt termosztát esetén az autótól és a külső hőmérséklettől is függ a járóképesség fenntartása, de kizárólag a szervizig!
Amúgy a termosztát alapvetően nem drága alkatrész. Cseréjekor figyelni kell arra, hogy a tányérszelep mikor nyit, hány fokon történik a nagy vízkör felszabadítása. Autószerelők javasolni szokták idősebb kocsik esetén, hogy az eredetinél magasabb értéken nyitó termosztátot szereljenek be – például 85 helyett 90 fokon nyitót. A termosztát cseréjének munkaigénye típustól függő ugyan, de általában az egyszerűbb szerelői feladatok közé tartozik.