恒温龙头最早出现在欧洲，目前主要有两种自动调温方式，分别采用不同的恒温阀芯
第一代的恒温阀芯采用石蜡(WAX)恒温元件。石蜡感温组件的工作原理是将高纯度的特殊石蜡灌进一个细小的铜容器中，容器口盖一片橡胶传感片。由于水温的变化，容器中的石蜡体积也随之增缩，再通过容器口的传感片带动弹簧推动活塞来调节冷热水的混合比例。
目前世界上极大部分的恒温阀芯都采用这种感温元件。在这种感温感温元件中，感温石蜡的纯度要求非常高，零件的加工和组装都必须十分精确。因此也只有日本、德国等极少数厂家生产的石蜡恒温阀芯真正能够稳定控制水温。但是，石蜡恒温阀芯一直存在着反应速度慢、温度瞬间超越值过大等缺点。温度瞬间超越值是指恒温器在调节温度的时候，首先是瞬间越过目标温度，然后再回调到目标温度。石蜡恒温阀芯的瞬间超越值大概是5℃ ~ 10℃。
第二代的恒温阀芯采用形状记忆合金(SMA)弹簧。SMA恒温阀芯中最重要的零件就是形状记忆合金弹簧，它外观上与普通弹簧相差不大，但这种以镍钛合金制成的形状记忆合金弹簧融合了当今世界上最尖端的合金技术。合金的形状记忆效应原理虽然并不深奥，但要将它大规模应用到精密零件中则需要有高度的技术和工艺。SMA恒温阀芯不仅反应速度极快，而且温度瞬间超越值被控制在2℃以下，这样就大大提高了淋浴的舒适性。而且，SMA恒温阀芯在40℃附近的反应极其灵敏，可满足使用者进行无级微调的需要。在SMA恒温阀芯中，形状记忆合金弹簧本身既作为感温元件，同时又有推动活塞来调节冷热水混合作用，而且混合后的水也可以穿过弹簧，这样就节省了宝贵的空间，使恒温阀芯变得更加精巧。
目前世界上只有KAKUDAI等4家日本公司成功开发出SMA恒温龙头。恒温阀芯作为一种核心装置，被普遍应用于恒温热水器和恒温水龙头中。当热水或冷水的水压突然发生变化时，或者热水的温度突然发生变化的时候，恒温调节阀芯即可在很短的时间内自动平衡冷水和热水的水压，以保持出水温度的稳定，完全不需要进行人工调节。