热继电器工作原理是利用电流的热效应推动接触器的触点从而达到保护电器的目的，主要用于电机的过载保护、断相保护、电流不平衡等原因造成电器设备发热状态的控制。
电阻丝做出发热元件，绑在两个膨胀系数不同的金属膜片上，当过电流的情况下电阻丝发热量增加，两块金属膜片受热后，热元件1膨胀快、热元件2膨胀慢，使得导板向前倾斜，补偿金属片推动触点断开，从而切断电动机控制电源起到保护作用。而热继电器动作后不能自动复位，要等到双金属片冷却下来后按下复位按钮复位。
热继电器是利用电流流过电阻丝会发热原理制成的一种过载保护装置，下图是一个双金属片式热继电器的示意图，其主要部件是由发热元件，双金属片，扣板以及常闭触头来组成，被用来作为电动机的过载保护，其中热元件串联在电动机的主回路当中，电流流过电阻丝会发热，将双金属片烤变形，当变形到一定程度就会触动扣板，将常闭触点断开，切断电机电源。