發動機的冷卻系統中，節溫器起到了非常重要的作用。它位于水泵和散熱器之間的水管內部，可以通過拔掉管子來觀察到。節溫器內部使用了一種精致的固態石蠟作為感溫體，通過一根帶有彈簧的閥門來控制發動機和散熱器之間的通道。當冷卻液的溫度達到規定值時，石蠟開始融化并逐漸轉化為液體，體積也會隨之增大并壓縮橡膠管。與此同時，節溫器會產生向上的推力，推動閥門打開。這樣一來，冷卻液就可以通過散熱器和節溫器閥門重新流回發動機，實現大循環。大多數的節溫器安裝在氣缸蓋的出水管路中，這樣的布置結構簡單，可以方便地排除冷卻系統中的氣泡。然而，這種布置也容易導致節溫器頻繁開閉，產生振蕩現象。
有些司機和修理工認為，節溫器的裝或不裝對發動機的影響并不大，但這種說法是錯誤的。特別是在寒冷的天氣里，如果不安裝節溫器，暖機的時間會變得更長，同時發動機的溫度會過低，導致可燃混合氣體難以點燃或燃燒推遲。此外，發動機溫度過低會導致機油的粘度增大，各個部位得不到良好的潤滑，進而加劇發動機零部件的磨損，直接影響功率和燃油消耗的增加。因此，安裝節溫器對發動機的正常運行和保護具有重要意義。