Le valvole di controllo della temperatura, note anche come valvole termostatiche, sono un'applicazione tipica delle valvole di regolazione del flusso nel campo del controllo della temperatura. Il loro principio di base è controllare la portata in ingresso del mezzo principale di calore (o freddo) negli scambiatori di calore, nelle unità di climatizzazione o in altre attrezzature che utilizzano calore o freddo per controllare la temperatura in uscita dell'attrezzatura. Quando il carico cambia, la portata viene regolata modificando l'apertura della valvola per eliminare gli effetti delle fluttuazioni del carico e ripristinare la temperatura al valore impostato.