Ein Temperaturdifferenzregler wird zur Regelung von thermischen Solaranlagen benötigt. Der Temperaturdifferenzregler besitzt zwei Temperaturfühler, mit denen er die Temperaturdifferenz zwischen dem Solarkollektor- austritt und dem Pufferspeicher erfasst. Im Pufferspeicher wird die Temperatur durch den Temperaturdifferenzregler in Höhe des Wärmetauschers gemessen. Wenn die Temperatur am Solarkollektoraustritt um ca. 5° höher ist, wird die Umwälzpumpe eingeschaltet. Beträgt die Temperaturdifferenz nur ca. 2° so wird die Solarumwälzpumpe durch den Temperaturdifferenzregler ausgeschaltet. Die meisten Temperaturdifferenzregler verfügen über eine Sicherheitsschaltung, die verhindert, dass im Pufferspeicher zu hohe Temperaturen entstehen, bzw. das durch die Solarumwälzpumpe Wasserdampf umgewälzt wird. Entsteht eine negative Temperaturdifferenz, d.h. die Puffer- speichertemperatur ist höher als die Kollektortemperatur, so kann durch den Temperaturdifferenzregler eine Zwangskühlung eingeleitet werden.
