Ak sa termostat poškodí, motoru môže trvať veľmi dlho, kým dosiahne pracovnú teplotu, alebo sa môže veľmi rýchlo prehriať. Pri akcelerácii môže teplota motora náhle klesnúť a rýchlo sa zvýšiť ihneď po zastavení vozidla. Interiérový ohrievač môže pracovať omnoho menej účinne. Teplota spodnej rúrky chladiča je ďalším indikátorom poškodeného termostatu: ak sa zohreje hneď po naštartovaní motora, znamená to, že ventil súčiastky je zablokovaný v otvorenej polohe. Keď rúrka zostane studená aj po dosiahnutí pracovnej teploty motora, indikuje to zablokovanie ventilu v zatvorenej polohe.
Niekedy môže poškodený termostat spôsobiť zasvietenie indikátora „Kontrola motora“ na palubnej doske. Skenovanie v rámci diagnostiky odhalí príslušný chybový kód. Nestáva sa to vždy, a preto je vždy potrebné zohľadniť príznaky uvedené vyššie.
Stáva sa, že motor nechce vôbec naštartovať, ak je táto jednotka poškodená. Napríklad to platí pre autá MINI, ktoré majú termostaty so zabudovanými snímačmi teploty chladiacej kvapaliny. Ak tento snímač zlyhá, motor naštartuje a hneď sa zastaví. Niekedy elektronická riadiaca jednotka blokuje naštartovanie motora.