شیرهای کنترل دما، که به عنوان شیرهای ترموستاتیک نیز شناخته می‌شوند، یک کاربرد معمول از شیرهای تنظیم جریان در زمینه کنترل دما هستند. اصل اساسی آن‌ها کنترل نرخ جریان ورودی ماده اولیه گرما (یا سرما) در مبدل‌های حرارتی، واحدهای تهویه مطبوع یا سایر تجهیزات استفاده‌کننده از گرما یا سرما برای کنترل دمای خروجی تجهیزات است. هنگامی که بار تغییر می‌کند، نرخ جریان با تغییر باز شدن شیر تنظیم می‌شود تا اثرات نوسانات بار را از بین ببرد و دما را به مقدار تنظیم شده بازگرداند.