本实用新型提供一种发动机恒温器总成结构，涉及发动机冷却装置技术领域，包括恒温器壳体，恒温器壳体底端设有发动机缸盖，且发动机缸盖与恒温器壳体相抵，且恒温器壳体内部设有整车水箱，恒温器壳体侧壁设有传感器壳体，且传感器壳体焊接于恒温器壳体侧壁，传感器壳体顶端开设有水温传感器安装口，传感器壳体右侧设有增压水路接管，且增压水路接管贯穿传感器壳体侧壁，对恒温器壳体进行设计优化，从而保证从发动机缸盖上的冷却液进入口流入的冷却液能够流入到水温传感器与恒温器上，使水温传感器与恒温器能够及时对整机冷却液温度的变化进行响应，从而达到冷却液大小循环的有效控制，且使恒温器的总成结构紧凑。