温度控制器可实现极为精准的控制效果。它们通过温度传感器测量温度，并以PID控制器的形式，将温度精确调节至设定值。在二进制控制中，可通过改变执行器的相对接通时间来实现精确调节。例如，热量输出可在0至10千瓦之间变化。

相比之下，温度开关属于不连续的双态控制器——使用温度开关时，过程温度会在设定值附近波动。在许多应用场景中，这种温度波动是可接受的，因此温度开关可用于以低成本搭建高稳定性的温度控制系统。

顾名思义，双金属开关采用双金属片结构。两种相互轧制的金属（例如铜和镍）具有不同的膨胀系数。当温度升高时，两种金属膨胀程度不同，从而产生偏转，使常闭（NC）触点断开或常开（NO）触点闭合。

工业环境中使用的双金属开关设计极为紧凑，通常像传感器一样拧入工艺设备中。它们的切换点在生产过程中固定设置。这类开关还具备出色的抗振性能——通常可承受高达10g的振动。开关通过连接线与评估系统相连。带双金属片的温度开关常用于压缩机等设备中，可在温度过高时关闭压缩机，或启动主动冷却（如风扇）。

这类温度开关通常被称为恒温器，由一个充有气体或液体的探头组成，该探头置于工艺流程中。当探头处的温度升高时，系统压力随之增大。由于膜片通过毛细管与传感器相连，膜片内部也会产生相同的压力。膜片膨胀后触发快动开关。毛细管的内径为0.2毫米，恰好是人类头发直径（最大0.1毫米）的两倍。

探头与恒温器外壳通过毛细管相互连接，实际应用中毛细管的最大长度可达5米。通常可在外壳上设置开关触发点。