I lukkede systemer bruges temperaturregulatorer til at styre temperaturen på radiatorer, køleenheder og andre enheder, der fungerer med enten opvarmning eller køling. Temperaturregulatorer, også kaldet termostater, fås som mekaniske med en skala fra snefnugsymbolet til 5 og elektroniske versioner, der muliggør præcis gradbestemmelse.
En temperatursensor er den del af temperaturregulatoren, der måler den aktuelle temperatur. Mekaniske temperatursensorer består af materialer, der trækker sig sammen eller udvider sig, når temperaturen ændres. Elektriske temperatursensorer arbejder med sensorer, der overfører data til en mikrocomputer og regulerer ventilen med en motor. Temperaturregulatoren sammenligner den faktiske værdi, der bestemmes af temperatursensoren, med den ønskede værdi (kontrolværdi). Hvis der er en forskel (kontrolværdi), korrigeres temperaturen i overensstemmelse hermed af temperaturregulatorens aktuator.
I varmesystemer kan temperaturregulatorer installeres flere steder for at overvåge temperaturen og ikke kun ved radiatorerne. Temperaturen på en varmegenerator, f.eks. en kedel, styres af en temperaturregulator i form af en sikkerhedstemperaturbegrænser, der sikrer, at den maksimale temperatur ikke overskrides.