Ο θερμοστάτης είναι ένας αισθητήρας που διατηρεί ένα σύστημα θέρμανσης κοντά σε μια επιθυμητή θερμοκρασία ή σημείο ρύθμισης. Είναι ένα σύστημα ελέγχου.
Ο θερμοστάτης λειτουργεί ενεργοποιώντας ή απενεργοποιώντας τις συσκευές θέρμανσης ή ψύξης. Αυτό συμβαίνει σε ένα κεντρικό σύστημα θέρμανσης ή σε ένα κλιματιστικό. Σε ορισμένα συστήματα λειτουργεί απενεργοποιώντας ή ενεργοποιώντας ένα "ρευστό μεταφοράς θερμότητας" ανάλογα με τις ανάγκες για τη διατήρηση της καθορισμένης θερμοκρασίας. Το όνομα προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις thermos "θερμός" και statos "στάσιμος".
Το απλούστερο είδος θερμοστάτη είναι μια διμεταλλική λωρίδα που λυγίζει καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται και σε ένα καθορισμένο σημείο διακόπτει το κύκλωμα του ηλεκτρικού ρεύματος. Οι τοστιέρες κουζίνας χρησιμοποιούν αυτό το είδος θερμοστάτη.
Επειδή ελέγχουν ένα σύστημα, οι θερμοστάτες αποτελούν παραδείγματα συσκευών ανατροφοδότησης που διατηρούν ένα σταθερό τοπικό περιβάλλον έναντι των αλλαγών της θερμοκρασίας έξω από τον εξωτερικό κόσμο. Στην κυβερνητική, ο θερμοστάτης αποτελεί παράδειγμα μηχανής που χρησιμοποιεί ανατροφοδότηση για να διατηρήσει τη σταθερότητα ενός συστήματος θέρμανσης.