De modo geral, os termostatos funcionam usando um interruptor de mercúrio que está em contato com um fio do termômetro para acionar uma alavanca de ajuste de temperatura em resposta à expansão ou contração dos fios à medida que são aquecidos ou resfriados. A expansão e a contração desses fios acionam relés de comutação que controlam o aquecimento e o resfriamento, acionando um ventilador de circulação e um aquecedor ou ar condicionado.
Os termostatos modernos usam pelo menos dois semicondutores, como termistores ou termômetros de resistência, para ligar a unidade HVAC. Um interruptor regula o modo - calor ou frio - enquanto o outro controla o ventilador de circulação. Assim que o interruptor do termostato é movido, a bobina do termômetro e o interruptor de mercúrio giram para a esquerda, enviando um fluxo de mercúrio através do interruptor de mercúrio. Este fluxo de mercúrio sinaliza um relé que liga o aquecedor e o ventilador de circulação. Conforme a sala aquece, a bobina do termômetro se expande, fazendo com que ela se desenrole. Isso empurra o interruptor de mercúrio na direção oposta, interrompendo o contato do relé e desligando o aquecimento. O movimento contrário, por sua vez, aciona o acionamento do ar condicionado. Conforme a sala esfria, a bobina do termômetro se contrai, fazendo com que ela se enrole e incline o interruptor de mercúrio de volta para a esquerda.
