Termostaattikytkin on virtakytkin, joka saa virtaa sen ohjaamasta laitteesta joko lämmönjohtavuuden tai itse laitteen lämpökonvektion kautta. Lämpökytkimet ovat pohjimmiltaan säätimiä, jotka toimivat yksinomaan niille annettujen tietojen perusteella mittaamalla ohjaamansa laitteen lähettämää lämpötilaa. Kun kytkimen asetus luodaan, kytkin joko kytkee laitteen tai kytkee sen pois päältä, kun asetettu lämpötila saavutetaan. Tämä luo vähän huoltoa vaativan lämpölaitteen, koska se ei vaadi käyttäjää käyttämään virtakytkintä; se sammuu, kun haluttu lämpötila on saavutettu.
Yksi tapauksista, joissa tyypillisesti käytetään termostaattikytkintä, on sähköuunin sisällä. Käyttäjä asettaa uunin lämpötilan uunin valitsimella tai digitaalisella etulevyllä ja uuni kytkeytyy päälle. Kun haluttu lämpötila on saavutettu ja termostaattikytkin havaitsee tämän, se kytkee uunin polttimen automaattisesti pois päältä, jotta haluttu lämpötila ei ylity.
Kun poltin on kytketty pois päältä, lämpötilan annetaan vaihdella hieman ennen kuin kytkin kytkee polttimen uudelleen päälle halutun lämpötilan ylläpitämiseksi.
On myös monia tapauksia, joissa käyttäjä käyttää termostaattikytkintä suoraan. Yksi esimerkki on kotitermostaatti. Siellä kytkin kytkee lämmittimen automaattisesti päälle ja pois päältä, kun käyttäjä on asettanut halutun lämpötilan.
Termostaattikytkimiä voidaan käyttää myös keinona suojata sähkölaitteita. Esimerkiksi tietokoneen piirilevy tai emolevy sisältää monia elementtejä, jotka tuottavat lämpöä, joka voi helposti vaurioittaa piiriä, jolloin tietokoneesta tulee hyödytön. Täten järjestelmässä käytetään termostaattikytkintä säätämään ilmavirtaa tietokoneen koteloon ja ulos kytkemällä jäähdytyspuhallin aina kun tietty lämpötila kotelon sisällä saavutetaan. Ajoneuvon moottorin termostaatti on myös vastuussa tuulettimen kytkeytymisestä, joka jäähdyttää sen vetämällä raitista ilmaa jäähdytinjärjestelmän läpi aina, kun moottorin lämpötila saavuttaa moottorin spesifikaatioissa määrätyn tason.
Jotta automaattinen termostaattikytkin toimisi oikein, se on ohjelmoitava määrittämään päälle/pois lämpötila -alue. Tämä tarkoittaa, että tarvitaan kaksi erillistä lämpötilaa kertomaan kytkimelle, mihin kohtaan laite kytketään ja missä vaiheessa se irrotetaan. Kun lämpötilat on ohjelmoitu, kytkin voi toimia ilman käyttäjän syöttöä.