机械式恒温器结构如图所示，主要由感温系统，调节温度装置和接触点开关三大部分组成的。
机械式恒温器的结构图。
1-接线柱，2-温度差调节螺钉，3-动触点，4-静触点，5-调节温度的螺钉
6-固定架，7-调节温度轴，8-控温板，9-主弹簧，10-调节凸轮，11-毛细管，12-膜盒，13-杠杆。
感温系统
感温系统是由毛细管和杲波纹管(波纹膜片)两个部分组成，里面有感温剂，汽车空调一般充注R134a。
感温毛细管中的一端用钢丝在蒸发器的尾部翅片之间，以感受其表面通道的空气温度。 它的主要温度是通过内部工质的温度变化，导致感温系统内部的工质压力发生变化，从而使得波纹管伸长或者缩短。
调温装置
调温装置由凸轮，转轴，调节螺钉等几个部分组成。
功能就是能在温度控制的范围内，从最低温度到最高温度的范围内进行动作，恒温器触点的断开点是随着节轴调定的位置变化而发生改变。
触点开关 触点开关主要是有触点、弹簧、拉杆几个部分组成。
功能就是执行由控制机构传递过来的动作信号，通过触点的开和断来接通或者是断开电磁离合器的电路。
机械式恒温器的特点
机械式恒温器的特点就是工作性能可靠，寿命长，购买时价格便宜，不怕振动，所以特别适用于汽车空调的领域，其工作原理可以见图1。
图中触点是断开位置的，压缩机停止运行。
这个时候汽车空调蒸发器的表面温度不断地逐渐升高。
与此同时，毛细血管内部的工质温度也随之升高，管内的压力逐渐增大，波纹膜盒受到压力的挤压而伸长，带动了杠杆向左运动，触点随之向上运动。
当离合器的电路接通，压缩机开始运行。
1-电磁离合器的线圈，2-偏心弹簧，3-毛细管，4-波纹管，5-轴，6-调节凸轮，7-调节弹簧，8-调节螺钉，9-触点，10-铅酸蓄电池。
当压缩机运行之后，蒸发器的表面温度开始下降，毛细管内部的工质温度也开始下降，波纹管(波纹膜片)开始收缩，带动杠杆向右运动，在弹簧的作用之下拉开活动触点，离合器的电路断开，压缩机停止工作。
这样由于恒温器的通断控制作用，离合器不断地循环开合，使得通过蒸发器表面的温度保持在一定的范围内，可以调节凸轮的位置和调节弹簧的作用力来实现。
