一套完整的恒温阀由传感器和阀体两部分组成，是一个具有必烈控制特性的控制元件，如左图所示。在阀头内部有一充满异地过介质的温包，所产生的压力由一个调整弹簧的张力来均衡。当室温上升高于设定值时，温包内的介质膨胀，压力随之上升，大于调整弹簧原来的张力，波纹管发生变形从而驱动阀杆使阀锥趋向关闭，直至达到新的平衡。这时流入散热器的水量减少，从而减少来自散热器的散热量，使室温回落。反之室温低于设定值时，温包内的介质收缩，压力减小小于调整弹簧原来的张力，从而阀杆回弹使阀锥开启，直至达到新的平衡。