เทอร์โมสตัทจะแปลงสัญญาณไฟฟ้าที่ป้อนกลับโดยหัววัดอุณหภูมิหรือเทอร์โมคัปเปิลให้เป็นค่าอุณหภูมิ จากนั้นควบคุมการเปิด/ปิดเครื่องทำความร้อนตามค่าอุณหภูมิที่ตั้งไว้เพื่อให้ได้ช่วงอุณหภูมิที่ควบคุม:
1.เมื่อหัววัดอุณหภูมิหรือเทอร์โมคัปเปิลอยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ กระแสไฟฟ้าอ่อนจะถูกสร้างขึ้น
2. เมื่อเทอร์โมสตัทรับสัญญาณไฟฟ้าจากหัววัดอุณหภูมิหรือเทอร์โมคัปเปิล มันจะแปลงสัญญาณกระแสให้เป็นค่าอุณหภูมิตามขนาดของกระแส
3. เพื่อควบคุมช่วงอุณหภูมิ ผู้คนจะตั้งค่าช่วงอุณหภูมิบนเทอร์โมสตัท เทอร์โมสตัทจะแปลงสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งมาจากหัววัดอุณหภูมิให้เป็นอุณหภูมิที่ถึงขีดจำกัดบนที่เทอร์โมคัปเปิลหรือเทอร์โมคัปเปิลกำหนดไว้ เมื่อตั้งค่าขีดจำกัดแล้ว เทอร์โมสตัทจะตัดแหล่งจ่ายไฟของวงจรควบคุมที่ควบคุมฮีตเตอร์ ทำให้ฮีตเตอร์หยุดทำความร้อน เมื่อค่าอุณหภูมิลดลงถึงขีดจำกัดล่างที่กำหนดโดยเทอร์โมสตัท เทอร์โมสตัทจะเปิดวงจรควบคุมสำหรับฮีตเตอร์ และเครื่องทำความร้อนจะทำงานเพื่อให้ความร้อนเพิ่มขึ้น ตราบใดที่เทอร์โมสตัทยังเปิดอยู่ กระบวนการนี้จะถูกทำซ้ำซ้ำแล้วซ้ำเล่า
