Nói chung, bộ điều nhiệt hoạt động bằng cách sử dụng công tắc thủy ngân tiếp xúc với dây nhiệt kế để kích hoạt cần điều chỉnh nhiệt độ để phản ứng với sự giãn nở hoặc co lại của dây khi chúng được làm nóng hoặc nguội. Sự giãn nở và co lại của các dây này kích hoạt các rơ le công tắc điều khiển hệ thống sưởi và làm mát bằng cách kích hoạt quạt tuần hoàn và lò sưởi hoặc máy điều hòa không khí.
Bộ điều nhiệt hiện đại sử dụng ít nhất hai chất bán dẫn, chẳng hạn như nhiệt điện trở hoặc nhiệt kế điện trở, để bật thiết bị HVAC. Một công tắc điều chỉnh chế độ - nhiệt hoặc mát - trong khi công tắc kia điều khiển quạt tuần hoàn. Khi công tắc trên bộ điều nhiệt được di chuyển, cuộn dây nhiệt kế và công tắc thủy ngân sẽ quay sang trái, gửi một dòng thủy ngân qua công tắc thủy ngân. Dòng thủy ngân này báo hiệu một rơ le bật lò sưởi và quạt tuần hoàn. Khi căn phòng ấm lên, cuộn dây nhiệt kế sẽ giãn ra, khiến nó bị bung ra. Điều này đẩy công tắc thủy ngân theo hướng ngược lại, làm đứt tiếp điểm của rơ le và ngắt nhiệt. Đến lượt mình, chuyển động đối nghịch lại kích hoạt sự khởi động của máy điều hòa không khí. Khi căn phòng nguội đi, cuộn dây nhiệt kế co lại, khiến nó cuộn lại và đẩy công tắc thủy ngân trở lại bên trái.
