热继电器由发热元件(电阻丝)、双金属片、传导部分和常闭触点组成，当电动机过载时，通过热继电器中发热元件的电流增加，使双金属片受热弯曲，带动常闭触点动作。
热继电器是利用电流的热效应来工作的。双金属片是它的主要测量元件，它是由两种不同线膨胀系数的金属片用机械碾压的方式使之形成一体的金属材料，线膨胀系数大的称为主动层，线膨胀系数小的称为被动层。
使用热继电器时，双金属片的加热装置应与被保护设备串联。常闭辅助触头应与被保护设备的控制电路串联。双金属片的加热方式有直接式、间接式和复合式三种。双金属片线膨胀系数差值的大小决定了热继电器的灵敏度。温度补偿片将使动作更准确。调节复位螺钉可使热继电器自动或手动复位。调节电流调整凸轮可整定热继电器保护电流的大小。此外热继电器还可以设置差动式单相运转保护功能。
