Zoals de naam al doet vermoeden, wordt een temperatuur controller in verschillende processen gebruikt om de temperatuur te regelen. De temperatuur controller werkt door het signaal van een temperatuursensor te vergelijken met zijn instelpunt en berekent de afwijking tussen die waarden. De uitgang van de regelaar wordt aangesloten op een element zoals een verwarmings- of koelwaterinstallatie.
Om de temperatuur van het proces nauwkeurig te regelen zonder uitgebreide tussenkomst van de operator, vertrouwt een temperatuurregelsysteem op een controller, die een temperatuursensor zoals een thermokoppel of RTD als invoer gebruikt. De temperatuur controller vergelijkt de realtime temperatuur met de gewenste regeltemperatuur, of setpoint, en levert een output aan een regelelement. De regelaar of thermostaat is een onderdeel van het gehele regelsysteem.