一個簡單的（低成本、便宜的）恒溫器只能打開或關閉加熱器或空調，并且必須期望達到所需平均溫度的暫時超調和下調。較昂貴的恒溫器會根據所需溫度（“設定點”）與實際溫度之間的差異來改變加熱器或冷卻器提供的熱量或冷卻量。這樣可以xxx程度地減少過沖/下沖。這種方法稱為比例控制。用累積的誤差信號，并在該誤差變化率被用于形成更復雜的PID控制器，它通常是在工業環境中觀察到的形式。家用恒溫器是閉合控制回路的一個示例：它不斷測量當前的室溫并將其與所需的用戶定義的設定點進行比較，并控制加熱器和/或空調以增加或降低溫度以滿足所需的設定點。

溫度控制是一種過程，在該過程中，將測量或以其他方式檢測或檢測空間（和其中的所有物體）或某種物質的溫度變化，并調節進入或流出該空間或物質的熱能的傳遞，以實現所需的溫度。

當熱能移入物體或空間時，其溫度會升高，從而增加其原子（例如房間中的物體和空氣）的平均動能。離開物體或空間的熱能會降低其溫度。熱量通過三個過程中的一個或多個從一個地方流到另一個地方（總是從高溫到低溫）：傳導、對流和輻射。在傳導中，能量通過直接接觸從一個原子傳遞到另一個原子。在對流中，熱能通過傳導移動到一些可移動的流體（例如空氣或水）中，并且該流體從一個位置移動到另一個位置，并伴隨著熱量。在某些時候，流體中的熱能通常會再次通過傳導傳導轉移到其他物體上。流體的運動可以由負浮力驅動，例如當較涼的空氣（因此密度較大）下降并因此向上移動較熱的空氣（密度較小）（自然對流）時，或者由風扇或泵強制對流驅動。在輻射中，受熱原子產生的電磁輻射被附近或天文距離較遠的其他原子吸收。例如，太陽以不可見和可見電磁能的形式輻射熱量。我們所謂的“光”只是電磁頻譜的一個狹窄區域。

如果在某個地方或事物中接收到的能量多于損失的能量，則其溫度會升高。如果進出的能量量完全相同，則溫度將保持恒定-存在熱平衡或熱平衡。