Termostatická hlavica reguluje teplotu v jednotlivých miestnostiach a je súčasťou vykurovacieho systému. Existujú mechanické a elektronické termostatické hlavice. Obe sú vybavené integrovaným snímačom teploty, ktorý riadi prietok vody v radiátore v závislosti od teploty okolia. Ak teplota klesne pod nastavenú úroveň, v mechanických termostatických hlaviciach sa látka stiahne a vratná pružina otvorí ventil na prívod teplej vody. V elektronických termostatických hlaviciach snímače vysielajú príkaz na otvorenie do motora, ktorý následne otvorí ventil. Po dosiahnutí požadovanej teploty sa ventil automaticky uzavrie.
Mechanické termostatické hlavice majú zvyčajne stupnicu od symbolu snehovej vločky od 1 do 5. Elektronické a diaľkové termostatické hlavice sa dajú naprogramovať presne na stupeň. Okrem toho je možné nastaviť konkrétne časy vykurovania. Niektoré digitálne a rádiové termostatické hlavice, ktoré sú prepojené s inteligentnou domácnosťou a ovládané prostredníctvom aplikácií, sú vybavené aj okennými snímačmi, ktoré znižujú výkon vykurovania, keď je okno otvorené.