Termostatická hlavica je špecializovaný ovládací prvok, ktorý je schopný regulovať v súčinnosti s termostatickým ventilom teplotu vo svojom okolí. V princípe sa jedná o nádobku naplnenú liehom prípadne inou tekutinou, ktorá pri zvyšovaní vlastnej teploty zväčšuje svoj objem a zatvára termostatický ventil. Naopak, v prípade poklesu teploty vzduchu pod nastavenú hodnotu termostatický ventil otvára.
Výhodou termostatickej hlavice oproti tzv. ručným hlaviciam je fakt, že u ručných hlavíc nastavujeme priamo stupeň otvorenia ventilu, ktorý zostáva nemený bez ohľadu na teplotu v miestnosti. Pri termostatickej hlavici nastavujeme teplotu, ktorú sa táto snaží udržať. Otvorenie termostatického ventilu sa v prevádzke mení v závislosti od pokynov termostatickej hlavice.
Termostatická hlavica predstavuje účinný nástroj na zlepšenie kvality regulácie teploty vzduchu v budovách a súčasne sa rozhodujúcou mierou podieľa na premene tepelných ziskov na úspory tepla.