Nel caso di raffreddamento a liquido, l’estrazione e la rimozione del calore avviene grazie ad un agente di raffreddamento. Questo liquido estrae il calore dai componenti e una volta giunto nel radiatore lo scambia con l'aria esterna abbassando la propria temperatura. Vi sono vari vantaggi del raffreddamento a liquido come: un raffreddamento uniforme, un buon smorzamento del rumore di combustione attraverso la camicia di raffreddamento, un semplice riscaldamento dell’abitacolo grazie ad un ulteriore scambiatore di calore. Gli svantaggi del raffreddamento a liquido sono il peso relativamente elevato, maggiori costi di manutenzione e una lunga fase di riscaldamento prima di raggiungere la temperatura ottimale di esercizio.

Al fine di ridurre uno degli inconvenienti sopra esposti, ovvero un raggiungimento tardivo della temperatura di esercizio, il circuito di raffreddamento a liquido viene distinto in piccolo e grande circuito. La separazione dei due circuiti è gestita da una valvola termostatica automatica (in breve: termostato). Quando il motore a combustione viene avviato e la temperatura è fredda, la valvola termostatica è totalmente chiusa e il liquido di raffreddamento circola solo all'interno della camicia di raffreddamento del motore e allo scambiatore di calore per permettere al motore di raggiungere la corretta temperatura di esercizio. All'aumentare della temperatura (da 80 gradi Celsius in su), la termocoppia del termostato inizia a contrastare la pressione della molla e rilascia gradualmente il grande circuito di raffreddamento. A questo punto, il liquido refrigerante fluisce anche attraverso il radiatore a liquido (raffreddamento). Alla temperatura di 95 gradi Celsius circa, il termostato è completamente aperto e il grande circuito di raffreddamento è totalmente attivato. Quando il motore viene spento, la temperatura all'interno del refrigerante diminuisce e il termostato separa nuovamente i due circuiti.

Nonostante il termostato non sia una parte soggetta ad usura, questa non ha la stessa longevità del veicolo su cui è installata. Può capitare di doverla sostituire dopo 200.000 km. Quando il motore lavora sempre ad alte temperature e il ventilatore di raffreddamento non si attiva mai o il radiatore è molto caldo, allora ha senso supporre che il termostato si sia guastato.

Vi potrebbe essere un altro scenario in cui il motore necessita di molto tempo per raggiungere la temperatura di esercizio. Anche in questo caso il termostato potrebbe essere difettoso perché non riesce più a chiudersi. Questo significa che quando si accende un motore a freddo, il grande circuito è attivo sin all'inizio.

A seconda del tipo di veicolo, il termostato può trovarsi nella parte anteriore del radiatore o nella parte inferiore. Per poter sostituire il termostato è necessario rimuovere totalmente il radiatore. Non esiste un altro modo per la sostituzione del termostato.

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