温控阀的作用是控制机头的排气温度，原理是温控阀芯通过热胀冷缩伸出、收缩去调节阀体与壳体之间的油道，进接控制进入油冷却器的润滑油的量，确保转子温度在设定范围内。
机头排气温度过于低的时候，油气桶内会析出水分，导致润滑油乳化。冷机启动，温控阀会迫使润滑油不经油冷却器直接进入机头。一旦油温上升到一定数值的时候，温控阀通向油冷却器的通道会完全打开。这时候，所有的润滑油都要经油冷却器冷却后才能喷入机头。
因为进入温控阀的润滑油都是没有过滤的，再加上温控阀内部通道比较复杂，所以很容易造成污垢积聚。这也就导致长期使用后温控阀很容易发生故障，经常引发机器高温保护。另外，温控阀全部打开油冷却器通道后，不能完全切断直接进入机头的热油通道，导致进入机头的润滑油温度始终高于油冷却器的出口温度，这也是冷却效率低下的部分原因。所以有些厂家的机型干脆不设置温控阀，而是通过控制风扇电机的开启关闭来控制油温。当机头排气温度升至90℃时，风扇开启降温；当温度低于70°C，风扇将关闭，这样也可以保持温度在一定的范围内。
通过检查与温控阀相连的四根油管的温度，可以简单判断温控阀是否正常工作。分别是：油分桶到温控阀是否高温、温控阀到油冷却器是否高温、油冷却器到温控阀是否低温、温控阀到油过滤器温度是否较高。
