Le thermostat est le « cerveau » de la chambre froide : il lit la température de la chambre par une sonde, compare l’écart avec la consigne (set point) à l’hystérésis (généralement 2 K) et enclenche ou coupe le froid. Les thermostats mécaniques simples ne font qu’ouvrir et fermer un contact ; les régulateurs numériques de chambre froide (Dixell, Carel, Eliwell, Danfoss) réunissent dans un seul appareil les sorties compresseur, ventilateur d’évaporateur, résistance de dégivrage et alarme.
Les principales valeurs réglées sur un régulateur numérique : température de la chambre et hystérésis, type et intervalle de dégivrage (par exemple toutes les 6 heures, 30 minutes au maximum, température de fin 8 °C), temps d’égouttage après dégivrage, retard des ventilateurs, alarmes haute et basse température et alarme de porte ouverte. Un intervalle de dégivrage mal réglé provoque à la fois du givrage et une consommation d’énergie inutile ; les exigences de température et d’humidité du produit doivent être reprises du guide des conditions de conservation des aliments.
L’emplacement des sondes compte : la sonde d’ambiance se place non pas devant le soufflage de l’évaporateur mais en un point représentatif de l’air moyen de la chambre ; la sonde de dégivrage se place entre les ailettes de l’évaporateur. Les systèmes de télésurveillance enregistrent en continu les valeurs du thermostat et envoient une notification sur le téléphone en cas d’écart ; ces enregistrements sont exigés lors des contrôles de sécurité alimentaire.