Un robinet de gaz de chauffe-eau fonctionne en s'ouvrant et en se fermant pour contrôler l'admission de gaz, régulant la température dans le réservoir d'eau. La vanne de gaz est contrôlée par un thermostat, qui signale à la vanne de s'ouvrir à basse température et de se fermer lorsqu'elle atteint le seuil de chauffage.
Le robinet de gaz d'un chauffe-eau contient un électro-aimant qui s'active lorsque la chaleur de la flamme de la veilleuse atteint le circuit de la thermopile. L'électro-aimant activé maintient la vanne de gaz ouverte, laissant le gaz s'écouler dans le brûleur principal et la veilleuse. Lorsque la veilleuse est éteinte, l'électro-aimant se désactive et l'alimentation en gaz se ferme.
Les vannes à gaz du chauffe-eau ont un thermostat avec une sonde qui s'insère directement dans le réservoir d'eau pour une lecture plus précise. La sonde à l'arrière de la vanne de gaz comprend un interrupteur de coupure d'énergie, qui désactive le chauffe-eau si la température de l'eau atteint 190 degrés Fahrenheit. Les chauffe-eau standard ont un bouton situé à l'avant du robinet de gaz où le propriétaire peut régler la température.
L'eau dans un chauffe-eau est constamment chauffée pour maintenir sa température, ce qui entraîne des pertes de chaleur en veille et un gaspillage d'énergie. La perte de chaleur en veille peut être évitée ou minimisée grâce à l'utilisation de chauffe-eau fortement isolés, sans réservoir et à la demande.