Alla base del funzionamento di ogni termostato vi è un elemento sensibile alle variazioni della temperatura. Il quale può essere costituito da una semplice lamina bimetallica, come avviene in molti tipi di termostati elettromeccanici, oppure da sensori assai più sofisticati, a seconda delle pratiche applicazioni.
Nel settore industriale, dove sono richiesti termostati di notevole precisione e di grande affidabilità, si fa largo uso delle termocoppie, chiamate pure termoresistenze, che presentano tuttavia lo svantaggio di richiedere un circuito di preamplificazione alquanto complesso e costoso, ma che si rivelano comunque insostituibili quando si debbono valutare valori di temperatura molto elevati, per esempio al di sopra dei 200°C.
Nel settore commerciale si utilizzano altri tipi di sensori, che possono andare dal semplice diodo a semiconduttore fino al circuito integrato con circuito amplificatore incorporato. Per la nostra pratica applicazione, la scelta del sensore di temperatura è stata fatta fra le resistenze NTC, comunemente chiamate « termistori ». I quali sono dotati di una elevata sensibilità e caratterizzati da un basso prezzo di costo e da una buona reperibilità commerciale.

Le resistenze NTC, cioè i termistori, sono dei componenti costituiti da una miscela di ossidi metallici, trattati chimicamente in modo da presentare proprietà semiconduttrici, i quali vengono pressati insieme ad un collante plastico e sinterizzati ad alta temperatura.
Queste resistenze presentano la caratteristica di variare fortemente il loro valore resistivo in funzione della temperatura. Ma, al contrario delle resistenze a filo e delle termoresistenze, posseggono un coefficiente di temperatura negativo. Ossia diminuiscono il loro valore resistivo all'aumentare della temperatura. E da tale proprietà deriva la sigla NTC (Negative - Temperature - Coefficient) attribuita al componente. Ai fini dell'impiego delle resistenze NTC, è necessario conoscere la gamma di variazione della resistenza al variare della temperatura, ricordando che la dipendenza tra questi due parametri è logaritmica.
Per le loro caratteristiche elettriche, le resistenze NTC vengono utilizzate in numerose applicazioni: misura e regolazione della temperatura, misura del flusso di gas e liquidi, compensazione del coefficiente di temperatura di bobine e avvolgimenti, temporizzazione di relé, compensazione di circuiti transistorizzati.