Termostat 1830 yılı için yeni bir sözcük ve yeni bir kavram olabilir, ama sıcaklık ayarlama aygıtı için kullanılan teknoloji yeni değildi. Termostatın mucidi Andrew Ure (İskoçya), patentinde çeşitli tipte aygıtları tanımlamıştır. İçlerinde en karmaşık olanın içerdiği bimetalik şerit (genellikle bimetalik bir disk biçiminde), bugün bile termostatların çoğunun temelini oluşturur. Bimetalik şeridin işleyişi şöyledir: Sıcaklık değiştikçe temas halindeki iki metal farklı derecelerde genleşir ya da büzülür; bunun sonucunda eğilen şerit, ayar düğmesini ya etkin ya da etkisiz hale getirir. Ure bu ilkeyi ısı denetimine uygulayan ilk kişi olabilir; ancak, bu tür aygıtların öncüsü John Harrison idi. Harrison, 1726`da ünlü kronometresinde, sıcaklıktaki değişimlerin yol açtığı hataları telafi etmek için bimetalik sarkaç kullanmıştı.
Ure`ün patentindeki fikirleri yaygınlık kazanamadı ve yaygın olarak kullanılan ilk termostat, Charles Edward Hearson`ın 1881`de patentini aldığı sıvı termostat oldu. Hearson`ın termostatı, kümes hayvanlarının kuluçka makinesinde kullanılmak için tasarlanmıştı ve gereken sıcaklıkta kaynatılmış bir sıvıyla dolu kapalı bir kaptan ibaretti;kaynar sıvı, kabı genleştirip bir kumanda kolunu harekete geçiriyordu. Aynı ilke bugün de geçerliliğini korumakla birlikte, Hearson`ın tasavvur ettiği üzere, belli bir sıcaklıkta kaynayan sıvılar yerine, artık daha kullanışlı ve çok işlevli bir yöntem olarak, kılcal bir tüp içinde sıvının genleşmesi ya da büzülmesi yeterli oluyor.
Termostatın üçüncü bir tipinde de gaz ya da sıvı dolu bir körük kullanılır; bu buluşun patentini, W.M. Fulton 1903 yılında almıştır. Körük, içini dolduran sıvı ya da gazın sıcaklığı artıp azaldıkça genleşir ya da büzülür; kademeli bir sıcaklık değişimi (örneğin, bir fırına gazın akışını denetlemek yoluyla) elde etmekte kullanılabilmesi gibi bir avantajı vardır.
Termostatın kullanım alanları arasında, merkezi ısıtma sistemleri, elektrikli ütüler, bulaşık makineleri, çamaşır makineleri, su ısıtıcıları, buzdolapları, dondurucular ve fırınlar sayılabilir.