它由发热元件、双金属片、触点及一套传动和调整机热继电器(2张)构组成。发热元件是一段阻值不大的电阻丝，串接在被保护电动机的主电路中。双金属片由两种不同热膨胀系数的金属片辗压而成。它描述的是在一定的电流条件下热继电器的动作时间和电流的平方成反比。图中所示的双金属片，下层一片的热膨胀系数大，上层的小。当电动机过载时，通过发热元件的电流超过整定电流，双金属片受热向上弯曲脱离扣板，使常闭触点断开。由于常闭触点是接在电动机的控制电路中的，它的断开会使得与其相接的接触器线圈断电，从而接触器主触点断开，电动机的主电路断电，实现了过载保护。热继电器动作后，双金属片经过一段时间冷却，按下复位按钮即可复位。

整定电流是指长期通过发热元件而不致使热继电器动作的电流。当发热元件中通过的电流超过整定电流值的20%时，热继电器应在20分钟内动作。选用和整定热继电器时一定要使整定电流值与电动机的额定电流一致。热继电器的整定电流大小可通过整定电流旋钮来改变。选用和整定热继电器时一定要使整定电流值与电动机的额定电流一致。由于热继电器是受热而动作的，热惯性较大，因而即使通过发热元件的电流短时间内超过整定电流几倍，热继电器也不会立即动作。只有这样，在电动机起动时热继电器才不会因起动电流大而动作，否则电动机将无法起动。

所以，20世纪90年代大多数鼠笼转子电动机和部分绕线转子电动机仍然采用热过载继电器作为过载、断相和电流不平衡运行的保护。热过载继电器也可以作其它电气设备发热状态的控制电器。当电动机正常工作时，通过热继电器热元件的电流正常，内外两推杆均向前移至适当位置。 [2] 适用范围编辑热过载继电器的适用范围：热过载继电器用于交流50Hz，额定绝缘电压660V，电流0.1～630A的电路中，主要用于三相交流电动机的过载和断相保护。并可与适应的交流接触器组成起动器，如概述图热继电器外形。

有断开按钮，按下断开按钮时，常闭触头打开串联接触器开路，断开负载，释放断开按钮后，负载通过接触器重新工作。使用事项编辑过载继电器只能作为控制电动机的过载保护，不能作为短路保护。为便于比较有时以每对常开触头所需的动作功率或动作安匝数作为灵敏度指标。装设时必须了解保护对象的额定电流，选择规格必须为额定电流的+20%。通常直接装设于电动机的启动接触器(Magnetic Switch)之后。当电流过高或者因负载电流超过设定时，就会启动过载继电器而断回路，虽然可借由重设纽回复通路，但如果装置过载继电器启动时，不可任意调高设定电流，应查明过载原因，否则极易烧毁被保护之装置。