Dacă termostatul se defectează, motorul s-ar putea să atingă temperatura de lucru în foarte mult timp sau, dimpotrivă, se va supraîncălzi rapid. În timpul accelerării, temperatura motorului poate scădea brusc și poate crește brusc imediat după oprirea vehiculului. Încălzitorul intern devine mai puțin eficient. Temperatura conductei inferioare a radiatorului este un alt indiciu al unui termostat defect: dacă se încălzește imediat după pornirea motorului, aceasta înseamnă că supapa piesei este blocată în poziție deschisă. În timp ce conducta rămâne rece după ce motorul și-a atins temperatura de lucru, aceasta indică că robinetul este blocat în poziție închisă.
În unele cazuri, un termostat defect poate cauza activarea indicatorului “Verificați motorul” (Check Engine). Scanarea de diagnosticare poate dezvălui codul de eroare corespunzător. Acest lucru nu se întâmplă în toate cazurile, de aceea, trebuie să luați în considerare încă indicii descriși mai sus.
Se întâmplă ca motorul să nu pornească deloc dacă această unitate este defectă. De exemplu, aceasta se referă la automobilele MINI care au termostate cu senzori de temperatură de răcire încorporați. Dacă acest senzor se defectează, motorul va porni și se va opri incidental chiar în acel moment. Uneori, unitatea de comandă a motorului blochează pornirea motorului.