自力式溫度調(diào)節(jié)閥通過溫包作為傳感器，調(diào)節(jié)閥作為執(zhí)行器和調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)對溫度的閉環(huán)自動控制。溫包內(nèi)充以一定量易膨脹的液體，液體的體積與溫度有關。
通過給定裝置和調(diào)節(jié)旋鈕，可改變充有膨脹液的溫包的容積，使調(diào)節(jié)閥設定在一個適當?shù)臏囟戎?。管路或容器?nèi)溫度的變化，導致溫包內(nèi)液體體積的變化，這一變化通過毛細管，以壓力形式傳遞給活塞，活塞作用于閥門的閥桿上，開啟或者關閉安裝在管道上的調(diào)節(jié)閥。開啟還是關閉是根據(jù)所得到的指令，以及閥的安全位置（常閉或常開）所決定的。
調(diào)節(jié)閥還包含一個壓力表，以便可以讀出膨脹液的壓力。溫包、壓力表、給定裝置和調(diào)節(jié)旋鈕形成調(diào)節(jié)閥的恒溫器。自力式溫度調(diào)節(jié)閥具體使用的例子，是調(diào)節(jié)鍋爐溫度。自力式溫度調(diào)節(jié)閥可作為比例原件，也就是溫度和閥門開度之間，有一個線性的函數(shù)關系。
自力式溫度調(diào)節(jié)閥的固有特性是快開型的，這是由于自力式溫度調(diào)節(jié)閥被設計成開度小的閥門，溫包內(nèi)裝入的膨脹液也比較少。
