Όταν χαλάσει ο θερμοστάτης, ο κινητήρας ενδέχεται να απαιτεί πολύ ώρα για να φτάσει τη θερμοκρασία λειτουργίας ή το αντίθετο, να υπερθερμαίνεται ταχύτατα. Όταν επιταχύνεται, η θερμοκρασία του κινητήρα ενδέχεται να πέφτει απότομα και να ανεβαίνει απότομα με το που σταματάτε το όχημα. Θα μειωθεί και η απόδοση του καλοριφέρ τις καμπίνας. Η θερμοκρασία στον κάτω σωλήνα του ψυγείου νερού αποτελεί ένα ακόμη σημάδι χαλασμένου θερμοστάτη: αν ζεσταθεί αμέσως αφού πάρει μπροστά ο κινητήρας, τότε έχει κολλήσει ανοιχτή η βαλβίδα του τμήματος. Αν ο σωλήνας εξακολουθεί να είναι κρύος με τον κινητήρα σε θερμοκρασία λειτουργίας, τότε η βαλβίδα έχει κολλήσει κλειστή.
Κάποιες φορές, η βλάβη του θερμοστάτη, ενδέχεται να επιφέρει την ενεργοποίηση της λυχνίας "Check Engine" (Έλεγχος Κινητήρα). Ο διαγνωστικός έλεγχος θα εμφανίσει τον αντίστοιχο κωδικό σφάλματος. Αυτό όμως δεν συμβαίνει πάντα, οπότε θα πρέπει να έχετε στο μυαλό σας ολες τις ενδείξεις που αναφέρθηκαν παραπάνω.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, αν η μονάδα είναι χαλασμένη, δεν θα παίρνει καν μπρος ο κινητήρας, όπως συμβαίνει στα αυτοκίνητα MINI που είναι εξοπλισμένα με θερμοστάτες με ενσωματωμένους αισθητήρες θερμοκρασίας ψυκτικού. Αν ο συγκεκριμένος αισθητήρας χαλάσει, ο κινητήρας θα παίρνει μπροστά και θα σβήνει άμεσα. Σε κάποιες περιπτώσεις, η κεντρική μονάδα ελέγχου (ECU) δεν επιτρέπει στον κινητήρα να πάρει μπροστά.