汽车启动后短时间内水温可以上升到80-90℃，而长时间行驶后水温并不会继续上升。这是汽车冷却系统的基本功能:让发动机始终在适宜的温度（90℃左右）工作。
发动机也叫内燃机，混合气在气缸内燃烧爆炸做功推动活塞往复运动，因此燃烧室内温度非常高，如果不能及时把热量散发掉那么发动机就会因为高温而爆缸。多数发动机都采用下图所示的水冷散热系统:
缸体周围带有散热水道，水道内充满冷却液，冷却液可以及时的吸收来自气缸的热量，原理就像烧锅炉一样。发动机相当于炉子，气缸、气缸盖周围的散热水道就如同锅炉的水套一样:
气缸内的温度被冷却液吸收后，冷却液也要及时的把温度散出去才可以为发动机降温，因此温升后的冷却液在水泵的作用下流到车前散热器内（水箱）。冷却液从散热器上方注入，当冷却液流到散热器底部时会散发掉大部分热量。温度降下来的冷却液又回到发动机散热水道内继续吸收来自气缸的热量，周而复始的循环下去发动机就实现散热的目的。
但是发动机工作温度并不是越低越好，最佳的温度是90℃左右。怎么能让发动机水温始终保持这个温度呢？其实是通过节温器来实现的:
上图中零部件C
就是节温器。节温器装在发动机上水管处，相当于一个阀门。水温没有上升到节温器预设的开启温度时，相当于把阀门关闭了！这时候发动机水套内的冷却液并不会循环到散热器内，整个水路是闭合的因此发动机水套内少量的冷却液温升很快，这就是为什么车辆在行驶初期温度升高很快的原因。而一旦水温上升到节温器预定的开启温度那么节温器就会自动开启，相当于上水管阀门被打开了，也叫大循环:
节温器开启后，水套内的
冷却液在水泵的作用下流到散热器内，热量散发后继续注入发动机水套内，冷却液就这样周而复始的循环，把来自气缸的热量远远不断的“搬”走，使发动机始终在最适宜的温度下工作。可以看出来，发动机水温温度控制是通过节温器开合来实现的，水温低节温器处于闭合状态，水温高则处在开启状态。
我们看看节温器实物图:
大部分节温器都是石蜡式节温器，平时石蜡呈固态，节温器阀门处在关闭状态。
当温度升高时节温器内部的石蜡（8)融化体积增加，体积增加会压迫橡胶管（4)收缩，橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对阀门（1)有向下的反推力使主阀门开启。
主阀门开启后来自发动机的冷却液直接流到散热器内，主阀门开启的同时节温器下方的旁通阀也会向下方移动把小循环管路封上（关闭），确保冷却液不会走近路而影响散热。这就是节温器的原理，当节温器出现故障时，汽车的水温就得不到控制，要么高温要么低温。
节温器始终处在开启状态时，发动机水温始终不会上升到70-90℃，发动机时刻处在大循环状态，热量全部散发掉。当节温器始终关闭时，那么发动机就会出现高温的现象，节温器打不开发动机始终处在小循环状态下工作，热量积聚后不能够及时散发掉因此发动机会出现高温的现象。
如何测试节温器好坏？最常见的办法就是水煮。
锅内加水，放入温度计，把节温器放在锅内加温即可。水温上升到节温器预定温度时，正常的节温器会开启，肉眼可以观察到。如果开启温度过早或者过晚，或者干脆不开启则证明节温器有问题，换新即可。
很多车型都采用了电子节温器，看上去好像高大上其实原理仍然没有改变。理论上通过温度传感器＋电磁阀执行器可以实现代替石蜡节温器，但是实施起来比较麻烦，成本高，方案复杂稳定性差。，可靠性远远不如蜡式节温器高。
因此即使是电子式节温器，也只是对传统节温器小改动而来，在节温器上加装了电热塞（16w左右)，控制电热塞温度就可以控制石蜡在固态或者液态之间变化。可以看出来最终的执行原件仍然是石蜡，与腊式节温器工作工作原理一样。只不过加了电热塞以后节温器控制精度更高，响应更快而已。