假设电机用热继电器进行过载保护时，当电机正常运行时，通过热继电器的热元件的电流是电机的额定电流，此时热元件发热使得双金属片受热后弯曲，使推杆刚好与人字形拨杆接触，而且又不推动人字形拨杆，那么常闭触点处于闭合状态，使得交流接触器保持吸合状态，从而使电机正常运行。当电流运行异常时，例如有过载现象发生，那么此时流过热继电器的电流不再是电机额定电流，而是过载电流，使得热继电器流过的电流增大，使双金属片温度上升的很高，那么双金属片的弯曲度也增加，推动人字形拨杆，而人字形拨杆又推动热继电器的常闭触头，使得热继电器的触头断开从而断开交流接触器的线圈电路，最终使交流接触器释放切断了电机的电源，使电机停止运行从而保护了电机。
热继电器常闭触点不闭合，应该是属于热继电器不动作故障。
热继电器的整定值过大，因此要合理整定。热继电器的触头有粉尘使其接触不良，应做好定期保养。热继电器的动作机构卡死，通常发生在热继电器的热元件被异物卡住，所以清理热继电器的热元件上的异物。热继电器的导板脱出，重新放入，然后再多推动几次，看其动作情况。
热继电器的常见故障除了热继电器不动作之外，还有热继电器非正常动作，热继电器热元件烧毁，热继电器动作不稳定等故障。