恒温阀的核心部件是传感器，即温包。根据温包位置区分，恒温控制器有温包内置和温包外置（远程式）两种形式，温度设置也有两种形式，可以按照其窗口显示来设定所要求的控制温度，并加以自动控制。温包内充有感温介质，能够感应环境温度，随感应温度的变化产生体积变化，带动调节阀阀芯产生位移，进而调节散热器的通过水量来改变散热器的散热量。当室温升高时，感温介质吸热膨胀，关小阀门的开度，减少了流入散热器的水量，降低散热量以控制室温。当室温降低时，感温介质放热收缩，阀芯被弹簧推回而使阀门开度变大，增加流经散热器水量，恢复室温恒温阀设定温度可以人为调节，恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的热水供应。
在恒温混水阀的混合出水口处，装有一个热敏元件，利用感温原件的特性推动阀体内阀芯移动，封堵或者开启冷、热水的进水口。在封堵冷水的同时开启热水，当温度调节旋钮设定某一温度后，不论冷、热水进水温度、压力如何变化，进入出水口的冷、热水比例也随之变化，从而使出水温度始终保持恒定，调温旋钮可在产品规定温度范围内任意设定，恒温混水阀将自动维持出水温度。
