تعمل وحدات التحكم في درجة الحرارة عن طريق الكشف عن درجة الحرارة باستخدام أجهزة استشعار مثل الثرمستورات أو المزدوجات الحرارية، وتحويل هذه القراءات إلى إشارات كهربائية، ومقارنتها بدرجات الحرارة المستهدفة التي قام المستخدم بتعيينها. بناءً على هذا المقارنة، يقومون بتنشيط التدفئة أو التبريد أو الأجهزة الأخرى لضبط درجة الحرارة والحفاظ عليها ضمن المعلمات المطلوبة. تضمن حلقات المراقبة والتعليقات المستمرة التحكم الدقيق والمستقر في درجة الحرارة لمختلف التطبيقات.