Een koel-vries thermostaat is een temperatuurregelaar met twee zones die bedoeld is voor gecombineerde koel- en vriesunits (het meest voorkomende type huishoudelijke koelkast wereldwijd), en regelt de temperaturen in zowel het koelgedeelte (2°C–8°C) als het vriesgedeelte (-18°C–-25°C) om verschillende voedingsmiddelen te bewaren. Het werkt via één regelknop (mechanisch, waarbij beide zones proportioneel worden afgesteld) of via twee afzonderlijke regelknoppen (elektronisch, waardoor elke zone losjes kan worden ingesteld). Mechanische thermostaten met één regelknop gebruiken een bimetaalveer die verbonden is met een koppelingsmechanisme: het draaien aan de knop (genummerd 1–7, waarbij 1 het warmst is en 7 het koudst) verandert de spankracht van de veer, en daarmee de temperatuurdrempel die de compressor activeert. Bijvoorbeeld: een hogere stand verstrakt de veer, waardoor een lagere temperatuur nodig is om de compressor te stoppen (en beide zones dus harder koelen). Dit ontwerp is kostenefficiënt en wordt gebruikt in basismodellen (zoals bepaalde Whirlpool boven-vriezers), maar biedt beperkte flexibiliteit. Elektronische thermostaten met dubbele regeling, zoals gebruikelijk in koelkasten van middelste tot hoge klasse (zoals LG French Door of Samsung Side-by-Side), gebruiken twee thermistors (één in elke zone) en een microcontroller: de gebruiker kan bijvoorbeeld het koelgedeelte instellen op 5°C en het vriesgedeelte op -20°C, en de controller regelt vervolgens de compressor en de verdamperventilatoren om elke ingestelde temperatuur vast te houden. Geavanceerde functies zijn onder andere adaptieve ontdooicycli (die ontdooiing activeren alleen wanneer nodig, op basis van bimetaalsensoren, wat energie bespaart) en een vakantiemodus (die het koelgedeelte op 10°C–12°C en het vriesgedeelte op -18°C houdt om energie te besparen tijdens afwezigheid). Wereldwijde aanpassing omvat spanningscompatibiliteit (110V–120V voor Noord-Amerika, 220V–240V voor Europa/ Azië) en naleving van regionale normen (UL voor veiligheid, ENERGY STAR voor efficiëntie). Veelvoorkomende storingen zijn: 1) vastzitten van de enkelvoudige thermostaat (waardoor beide zones te koud of te warm worden); 2) defecte thermistor in een dubbele thermostaat (één zone werkt niet, de andere wel). Diagnose omvat het testen van de doorverbinding (mechanisch) of weerstand (thermistor) met een multimeter. Vervangonderdelen zijn modelspecifiek maar algemeen verkrijgbaar, met OEM-onderdelen voor grote merken en universele alternatieven voor oudere modellen. Deze veelzijdigheid maakt koel-vries thermostaten geschikt voor uiteenlopende culturele en huishoudelijke behoeften, van grote gezinnen in Noord-Amerika tot kleine huishoudens in Azië.