自力式溫度調節閥的工作原理是利用介質液體的溫度變化實現自動調節，調節閥的溫度傳感器插在管道介質中，介質溫度變化使調溫器內的感溫液體膨脹或者收縮，產生作用力推動使執行器工作，實現調節閥門開合度。

自力式溫度調節閥又稱自力式溫度控制閥，主要由控制閥門和溫控器組成，按作用形式不同可分為加熱型和冷卻型。無需通過外來能源，只需依靠被控介質自身的溫度變化，進行自動調節，適用于非腐蝕性的液體、氣體和蒸汽等各種冷卻系統中的溫度控制。

當被控介質溫度升高，控制閥門關閉（加熱型）；當被控介質溫度升高，控制閥門開啟（冷卻型）。

當介質溫度升高時，感溫液體膨脹，作用力克服彈簧阻力，推動閥芯向下移動，閥門趨于關閉，從而減少熱媒介質流量。當被控介質溫度低于設定值時，感溫液體收縮，彈簧復位推動閥芯開啟，增加熱媒介質流量，使被控介質溫度趨于升高。循環往復，從而使被控介質溫度始終保持在設定溫度值的允許范圍內。