独立式或自力式温度控制阀不需要外部能源，例如压缩空气或电力。它们依赖于一个温度感应灯泡和充满油或挥发性液体的毛细管。在充油系统中，油会随着传感灯泡的加热而膨胀。这种膨胀通过毛细管传递到阀顶部的致动器波纹管，从而导致阀门关闭。当传感灯泡冷却并且油收缩时，阀门打开；弹簧在阀杆上提供回复力。
挥发性液体控制系统称为蒸汽压力或蒸汽张力系统。当传感灯泡变热时，一些挥发性液体会蒸发，导致密封系统压力增加。压力升高通过毛细管传递，使波纹管膨胀，然后移动阀杆并关闭阀门。热系统直接或通过导阀驱动控制阀。
在直接驱动设计中，控制器直接移动阀杆和阀塞以关闭或打开阀门。这些阀门必须通过在波纹管中产生更大的力来关闭阀门来补偿作用在阀座上的蒸汽压力。一个可调节的弹簧调节温度设定点，并在温度降低时提供使阀杆向上移动的返回力。
先导式阀门使用一个小得多的中间先导阀，它控制蒸汽流向一个大隔膜，然后作用在阀杆上。由于先导阀的面积较小，这允许控制系统在高蒸汽压力下工作。
为了使独立温度阀作为比例控制运行，灯泡必须感应过程流体温度的变化。从空载到最大可控负载的温差称为比例带。因为这个比例带的大小可以根据阀门尺寸而变化，所以精度是可变的。
自力式温度控制阀的应用：
用于油或水润滑和冷却回路的温度调节，也适用于以下应用的太阳能系统：
压缩机
柴油发动机
变速箱
汽轮机
燃气轮机
制冷系统
太阳能系统
