汽車空調器雙重溫度控制原理指當車內溫度升高時，恒溫器將電路接通，電磁離合器線圈通電,因磁力的吸引使電磁離合器與滑輪偶合連接，壓縮機隨之以高速運轉,制冷將增加，冷風吹出,車內溫度得以降低。當車內溫度低于恒溫器所給定的溫度時。恒溫器可自動將電路切斷,因而電磁離合器線圈斷電,離合器與滑輪脫開，僅滑輪自行運轉，于是壓縮機停止工作。直至車內溫度又回升并超過給定值時,恒溫器又將電路接通，使離合器與滑輪相偶合，壓縮機又開始運轉制冷。

汽車空調恒溫器（溫控器）：

波紋管式恒溫器的感溫包感測到的溫度下降1℃時，恒溫器即可斷開電觸電，迫使電磁離合器脫開,壓縮機停止運轉,以防止蒸發器結霜。此時，風扇仍在運轉，待蒸發器溫度上升至7.2°C時,恒溫器又使電路接通,壓縮機又能運轉制冷。這期間約有7℃的溫差，足夠蒸發器化霜。

另一種雙金屬片式的恒溫器主要結構為一對熱脹系數不同的雙金屬片，以及離合器線圈電觸點,當雙金屬片感受到蒸發器的冷風時,會遇冷收縮而彎曲。當其感受到風溫度升高時，又會膨脹而反向動作。于是,雙金屬片可根據給定溫度值對離合器電觸電進行吸合、斷開的控制,從而控制壓縮機的開停。與波紋管恒溫器相同,雙金屬片式恒溫器的吸、斷之間也有7℃的溫差,因此有足夠的時間進行除霜。

由于壓縮機轉速隨發動機轉速的變化而變化,所以除離合器控制外還需要對制冷機的流量進行控制。這對于維持制冷系統的平衡是十分必要的。