自動車やオートバイの創成期においては、計器はほとんど装備されず、ドライバーの五感からの情報に頼った運転がされていた。水温計についても同様で、ドライバーはエンジン始動の際にはチョーク機構を作動させ、チョーク作動中にアイドリング回転数が下がってきた段階で暖機完了を判断し、走行中はラジエーターのリザーバータンクへの吹き戻し状況を適宜確認して、吹き戻しが特に多くなるような走行条件ではできるだけ長時間の走行を避ける程度の対応しかできなかった。また、一部の車両カテゴリーでは現在でも空冷式エンジンを採用し、エンジン温度による燃焼制御を特に行っていないものも多かった。
その後内燃機関の性能が向上し、自動車で遠出をする能力が増えたことで、水温計はその第一の機能として「上昇した水温を早期に察知し、エンジンへのそれ以上の過負荷を避ける」ことを目的として備え付けられるようになった。この時代はまだエンジン発熱とラジエーター冷却能力の関係が数値化されたデータとして存在しなかったため、負荷の状況によってはエンジン発熱量がラジエーター冷却能力を上回ることが容易に発生したためである。この時代の水温計は、主に冷却機構の能力の多寡を測る意味で重要な装備であり、「水温の上下に応じて素直に指針が上下すること」が求められていた。
これにより、特に自動車の分野においては空冷エンジンは廃れ、水冷エンジンがほぼ全ての車両に搭載されるようになった。ラジエーターについても、冷却効率とエンジン性能との比較研究が進み、そのエンジンに最適なラジエーター面積が数値的に算出できるようになった事や、サーモスタットやクーリングファンによってそのエンジンに最適な水温に常時コントロールする技術も発達したことから、一部のチューニング車両やレース車両を除いては、純正搭載のラジエーターが通常使用において大幅に能力が不足する事態に直面することは次第に減っていった。
この頃から、水温計に求められる機能が初期の「水温をリアルタイムに表記する」ことから次第に変化し始める。
純正搭載のラジエーターが通常考えられる範囲での使用程度で大幅に能力が不足する事態に直面することが少なくなったため、水温計に求められる機能が「冷却能力の多寡を示す」ことよりも、「最適な燃焼効率を実現するために必要な水温であるか否かを示す」ことの方が重要となってきたのである。