Temperaturni aktuator je svaki uređaj koji uključuje i isključuje opremu kao odgovor na promjene temperature. Oni mogu koristiti različite metode za mjerenje temperaturnih promjena, uključujući metale, kemikalije ili plinove. Uređaji za kontrolu temperature mogu varirati od jednostavnog kućnog termostata za upravljanje grijačima ili klima uređajima, do složenih sustava koji kontroliraju kemijske reakcije u industrijskim postrojenjima.
Oprema za grijanje i klimatizaciju povezana je s termostatom unutar zgrade. Sve do kasnog 20. stoljeća, termostati su koristili živin prekidač za upravljanje sustavom. Ovaj temperaturni aktuator koristio je bimetalnu traku, koja je bila namotana traka od dva metala spojena duž svoje duljine. Kako se temperatura mijenja, dva metala se šire ili skupljaju malo različitim brzinama, a zavojnica mijenja oblik.
Živa je ugrađena u staklenu cijev postavljenu na jedan kraj bimetalne zavojnice. Tekuća živa se kretala naprijed-natrag unutar cijevi kako se temperatura mijenjala i aktivirala električne krugove za kontrolu grijanja ili hlađenja. Temperatura je bila pod utjecajem samo bimetalne trake; živa je ostala nepromijenjena. Upotreba žive je, međutim, nestala do kasnog 20. stoljeća zbog njezine toksičnosti.
Kemikalije se mogu koristiti za kontrolu temperaturnog aktuatora, bilo promjenom veličine, faze ili tlaka pare, a neke se kemikalije šire i skupljaju s promjenama temperature. Kada su zapečaćene u cijevima s klipom na jednom kraju, promjene temperature mogu uzrokovati pomicanje klipa i aktiviranje prekidača. Fazna promjena odnosi se na kemijsku promjenu iz krute tvari u tekućinu ili tekućinu u plin. Termostati vozila koji se koriste za kontrolu temperature motora koriste voštanu brtvu koja postaje tekućina kako se motor zagrijava, otvarajući ventil koji omogućuje cirkulaciju rashladne tekućine motora. To će se ponovno pretvoriti u krutinu kada se motor ohladi.
Tlak pare može se koristiti za regulaciju temperature na dva načina. Jedna vrsta temperaturnog aktuatora mjeri tlak pare iz otapala zatvorenog u cijevi i spojenog na spremnik za kemijski proces ili cijev. Kako temperatura raste, tlak pare otapala također se povećava i može aktivirati prekidač.
Drugi tip parnog aktuatora je metal-hidridni regulator. Metalni hidridi sadrže molekule vodika koje s porastom temperature postaju plinoviti vodik. Povećani tlak plina vodika može pritisnuti klip i koristiti se kao pokretač temperature. Sustavi sprinklera protiv požara mogu koristiti ove uređaje za otvaranje i zatvaranje sprinkler glava za kontrolu vode. Nakon što se požar ugasi, plin vodik se vraća u metal, tlak plina pada i glava prskalice se zatvara.
Elektroničke kontrole temperature počele su zamjenjivati mehaničke uređaje krajem 20. stoljeća. Uređaji koji se nazivaju termistori, koji su temperaturno osjetljivi regulatori bez pokretnih dijelova, mogu se izraditi koji omogućuju kontrolu uskog temperaturnog raspona. Termistori se mogu spojiti na upravljačke krugove koji uključuju i isključuju sustave grijanja ili hlađenja, a koriste se u mnogim digitalnim termostatima.