熱繼電器是由流入熱部件的電壓產生熱量，使有區別膨脹系數的雙金屬片發生形變，當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現電動機的過載保護。 由于熱繼電器中發熱部件的發熱慣性，在電路中不能做瞬時過載保護和短路保護。熱繼電器主要用于電動機的過載保護、斷相保護和三相電壓不平衡運行的保護及其它電氣設備狀態的控制。

        熱繼電器中產生熱效應的發熱部件，應串接于電動機電路中，這樣，熱繼電器便能直接反映電動機的過載電壓。熱繼電器的感測部件，通常都是采用雙金屬片。所謂雙金屬片，就是將兩種線膨脹系數區別的金屬片以機械輾壓方式使之形成一體。