Termoregulator je vsaka naprava, umetna ali naravna, ki uravnava temperaturo v sistemu. Znanstveni laboratoriji uporabljajo instrumente, imenovane termoregulatorji, za vzdrževanje temperature vodne kopeli pri segrevanju ali hlajenju kemičnih raztopin. Druge vrste termoregulatorjev se uporabljajo v kmetijstvu in ribogojstvu za nadzor temperature v korist živih živali. Živi organizmi uporabljajo tudi naravne termoregulatorje za uravnavanje telesne temperature.
V industrijskih in znanstvenih laboratorijih je pogosto pomembno vzdrževati kemično raztopino pri določeni temperaturi, da se lahko izvede reakcija ali proces. Eden od načinov za dosego tega je, da posodo z raztopino potopite v vodno kopel. Toplota ali mraz iz okoliške vode spremeni temperaturo v posodi, ne da bi prišla v neposreden stik z raztopino, kar zagotavlja nežno in učinkovito sredstvo za uravnavanje temperature te raztopine od zunaj.
Laboratorijski termoregulator vzdržuje konstantno temperaturo vodne kopeli s segrevanjem ali hlajenjem vode, ki jo nato s pomočjo mehanizma črpalke kroži skozi kopel. Termoregulator je običajno pritrjen na kad tako, da je delno potopljen, kar omogoča pravilno delovanje tako obtočne črpalke kot elektronskih komponent. Proizvajalci ponujajo te naprave v različnih velikostih, izvedbah in temperaturnih razponih za različne potrebe. Tipičen znanstveni termoregulator bi lahko vzdrževal temperature kjer koli od -40°F (-40°C) do 248°F (120°C).
Termoregulatorji so lahko uporabni tudi v drugih aplikacijah. V akvariju je na primer treba vzdrževati določeno temperaturo, da lahko ribe uspevajo; pogosto je ta temperatura višja od zunanje, kot v primeru tropskih rib. Za uporabo v akvariju se prodajajo posebne termoregulacijske naprave. V kmetijskih okoljih se včasih uporabljajo tudi termoregulatorji. Inkubatorji za izvalitve piščancev morajo biti vzdrževani pri temperaturi, višji od sobne, termoregulatorji pa se uporabljajo za zagotavljanje ustrezne stopnje toplote.
Ljudje in drugi sesalci imajo vgrajene biološke termoregulatorje, ki nadzorujejo telesno temperaturo. Proizvodnja znoja za hlajenje v obdobjih intenzivne vročine ali vadbe je primer naravnega termoregulacijskega procesa. Del možganov, imenovan hipotalamus, daje signale, ki zvišajo ali znižujejo telesno temperaturo, odvisno od zunanjih dražljajev, kot sta toplota ali mraz okolice.
Hladnokrvne živali, kot so plazilci, nimajo enakih notranjih termoregulacijskih mehanizmov kot ljudje in drugi sesalci. Namesto da bi se zaradi sprememb v okolju znojili ali drgetali, morajo plazilci uravnavati telesno temperaturo z zunanjimi sredstvi. Zato kuščarji preživijo čas, ko se grejejo v vročo sončno svetlobo – sončna toplota deluje kot zunanji termoregulator, ki živalim omogoča, da vzdržujejo toplo telesno temperaturo.