恒温控制阀可根据其温包所充感温介质的不同进行分类，大致可分为以下四类：
1）蒸气温包式温包内所填充的介质为一种低沸点液体，当外界温度升高时，部分液体汽化为气体，温包体积增大推动阀杆，关小阀门开度，减小进散热器进水流量，当外界温度降低时，部分气体又液化为液体，温包体积减小，阀门开度增大，从而增大散热器进水流量。此温包内感温介质经常处于气、液混合状态，其优点是作用时间迅速，但对温包密封要求非常严格，目前在国内应用很少。
2）液态温包式温包内填充的感温介质为特殊的液体，一般为甲醇或甲苯等。此种温包体积较大，作用时间较短，目前在国内应用较为广泛。
3）固态温包式温包内填充的是膨胀系数较高的固体，平衡阀多为石蜡等。由于固体相对气体和液体受热（冷）体积变化较小，所以其感温动作较慢，但体积相对液体温包小，在国内也有部分应用。
4）金属片式其恒温控制器感温装置为一种特殊的具有记忆功能的合金金属片，此金属片因受热胀冷缩，带动温控阀动作。此种产品出厂前需对其感温装置进行严格的实验和检测，同时，由于金属在频繁伸缩和弯折后存在疲劳断裂等特性改变问题，并且金属具有延展性，所以会对此种感温装置寿命和精度造成影响。国内一些厂家生产此种温控阀产品，其国外产品很少见到。
