I termoregolatori sono necessari in ogni caso in cui una determinata temperatura deve essere mantenuta stabile. Vale a dire, indipendentemente da come cambia la temperatura ambiente, quando un oggetto deve essere riscaldato, raffreddato o riscaldato e raffreddato per mantenere la temperatura impostata, deve essere regolato da un regolatore di temperatura. Quando l'oggetto ha bisogno di cambiare la sua temperatura, il controller invia un segnale che influenza il cambiamento di temperatura. Il segnale di uscita viene chiamato valore operativo ed è solitamente collegato a riscaldatori, valvole di controllo, ventilatori o altri "elementi di controllo finale" per infiltrare o rimuovere calore durante il processo di controllo.