Ohranjanje vnaprej določenih temperatur je glavni namen termostatov sonde, ki jih včasih imenujemo termostati s potopno sondo. Naprava običajno deluje v kombinaciji s hladilnimi in grelnimi enotami. Živinorejski izdelki, avtomobili in gospodinjski aparati vsebujejo različne vrste sonde termostatov. Termostati občasno ne delujejo in zahtevajo občasno zamenjavo.
Celoten termostat ali podaljšek sonde naprave običajno leži znotraj zraka ali tekočine, ki zahteva regulacijo temperature. Ko temperature padejo pod ali presežejo želene ravni, termostat sonde zazna spremembo in bodisi zapre ali odpre električni tokokrog. Po prejemu tega signala se ogrevalni ali hladilni sistem naprave vklopi, da popravi temperaturo.
Glede na napravo ali napravo, ki zahteva regulacijo, proizvajalci kalibrirajo sonde termostate za zaznavanje določenega razpona temperatur. Te temperature lahko padejo na 65 stopinj Fahrenheita (53 stopinj Celzija) pod ničlo ali se povzpnejo do 500 stopinj Fahrenheita (260 stopinj Celzija) nad ničlo. Potopni termostati ali termostati so lahko opremljeni z ročnimi ali avtomatskimi krmilnimi sistemi.
Nekatere naprave vsebujejo tudi varnostne komponente, ki opozorijo sistem, ko pride do ekstremnih temperatur. Pri uporabi za živinorejo so lahko termostati sonde podobni kovinskemu valjastemu steblu, pritrjenemu na kabel in krmilnik termostata. Sondo lahko postavite v okolje živali ali v vodovod. Pri drugi vrsti termostata sonde je potopljeno steblo neposredno pritrjeno na majhen zunanji mehanizem, podoben škatli, s krmilniki. Gospodinjski grelniki vode pogosto vsebujejo to vrsto naprave.
V žarih za žar se lahko uporablja samostojna cilindrična sonda. Druga vrsta termostata sonde je podobna vijaku ali svečki. Te enote za spremljanje temperature so lahko sestavni deli avtomobilov, industrijskih hladilnih enot ali grelnikov za živino.
Če se temperature nenehno dvigajo nad ali padejo pod sprejemljive ravni, je težava morda v okvarjenem termostatu sonde. Navodila za uporabo naprav običajno vsebujejo informacije o imenu in serijskih številkah nadomestnih delov. Enostavnost zamenjave sondnih termostatov je v veliki meri odvisna od naprave, v katero je naprava nameščena.
Nekateri termostati se samo privijejo v napravo ali iz nje in morda zahtevajo odstranitev električne žice. Druge vrste termostatov lahko zahtevajo samo odstranitev priključnega kabla. Preden poskušate popraviti katero koli napravo, morajo posamezniki iz varnostnih razlogov najprej odklopiti električni vir. Zamenjava termostatov avtomobilske sonde običajno vključuje daljši postopek. Poleg odklopa električnega vira morajo posamezniki po zamenjavi termostata izprazniti hladilno tekočino in zamenjati tekočino.