Bộ điều nhiệt tủ lạnh là thiết bị điều khiển nhiệt độ hai vùng dùng cho các tủ lạnh kết hợp ngăn đông (loại tủ lạnh phổ biến nhất trong hộ gia đình toàn cầu), điều chỉnh nhiệt độ ở cả ngăn lạnh (2°C–8°C) và ngăn đông (-18°C–-25°C) để bảo quản các loại thực phẩm khác nhau. Thiết bị hoạt động thông qua một núm điều khiển duy nhất (cơ học, điều chỉnh cả hai vùng theo tỷ lệ tương ứng) hoặc hai núm điều khiển riêng biệt (điện tử, cho phép điều chỉnh độc lập từng vùng). Bộ điều nhiệt cơ học điều khiển đơn vùng sử dụng một cuộn dây kim loại kép duy nhất nối với hệ thống liên động: khi xoay núm vặn (có đánh số từ 1–7, trong đó 1 là ấm nhất và 7 là lạnh nhất) sẽ điều chỉnh độ căng của cuộn dây, thay đổi ngưỡng nhiệt độ kích hoạt máy nén. Ví dụ, mức cao hơn sẽ siết chặt cuộn dây hơn, yêu cầu nhiệt độ thấp hơn để dừng máy nén (làm lạnh cả hai vùng nhiều hơn). Thiết kế này tiết kiệm chi phí và được sử dụng trong các tủ lạnh cơ bản (ví dụ: các mẫu tủ lạnh Whirlpool Top-Freezer) nhưng có độ linh hoạt hạn chế. Bộ điều nhiệt điện tử điều khiển hai vùng, tiêu chuẩn trên các tủ lạnh tầm trung đến cao cấp (ví dụ: LG French Door, Samsung Side-by-Side), sử dụng hai cảm biến nhiệt điện trở (một trong mỗi vùng) và một vi điều khiển: người dùng có thể cài đặt riêng biệt ngăn lạnh ở mức 5°C và ngăn đông ở -20°C, vi điều khiển sẽ điều chỉnh máy nén và quạt dàn bay hơi để duy trì các mức nhiệt độ đã đặt. Các tính năng nâng cao bao gồm chế độ xả đá thông minh (sử dụng cảm biến kim loại kép để kích hoạt xả đá chỉ khi cần thiết, tiết kiệm điện năng) và chế độ nghỉ phép (duy trì ngăn lạnh ở mức 10°C–12°C và ngăn đông ở -18°C để tiết kiệm điện khi người dùng vắng nhà). Khả năng thích ứng toàn cầu bao gồm khả năng tương thích điện áp (110V–120V cho Bắc Mỹ, 220V–240V cho châu Âu/Châu Á) và tuân thủ các tiêu chuẩn khu vực (UL cho an toàn, ENERGY STAR cho hiệu suất). Những lỗi thường gặp bao gồm: 1) bộ điều nhiệt điều khiển đơn bị kẹt (gây ra tình trạng cả hai vùng quá lạnh/quá ấm); 2) cảm biến nhiệt điện trở điều khiển hai vùng bị hỏng (một vùng không hoạt động, vùng còn lại vẫn bình thường). Chẩn đoán lỗi bao gồm kiểm tra tính liên tục (với loại cơ học) hoặc đo điện trở (với cảm biến nhiệt điện trở) bằng đồng hồ vạn năng. Các bộ phận thay thế phụ thuộc vào từng mẫu mã nhưng rất phổ biến, có sẵn phụ tùng OEM cho các thương hiệu lớn và các lựa chọn phổ thông cho các mẫu cũ. Sự linh hoạt này khiến bộ điều nhiệt tủ lạnh phù hợp với nhiều nhu cầu văn hóa và hộ gia đình khác nhau, từ các gia đình lớn tại Bắc Mỹ đến các hộ gia đình nhỏ tại châu Á.