热继电器主要用于异步电动机过载保护。它的工作原理为过载电流通过热元件后，双金属片加热弯曲，推动作用机构驱动接触动作，使电机控制电路断开，实现电机的停机，起到过载保护的作用。
鉴于双金属片材加热弯曲过程中传热时间长，热继电器不能用作短路保护，而只能作为过载保护热继电器的过载保护。
在电机的实际运行中，如果机器异常或电路异常，如果电机超载，电机的转速会降低，绕组中的电流会增加，电机的绕组温度会升高。如果过载电流小，过载时间短，则电动机绕组不超过允许的温升。
但过载时间长、过载电流大时，电机绕组的温升会超过允许值，使电机绕组老化，缩短电机使用寿命，甚至在严重情况下烧毁电动机绕组。
因此，这种过载的电机是无法忍受的。热继电器是一种利用电流热效应原理，在电机不能承受过载时切断电机电路，为电机提供过载保护的保护装置。
热继电器的其他部分的功能是：人字形拉杆的左臂也是由双金属片构成，当环境温度变化时，主回路中的双金属片会产生一定的变形和弯曲，人字形拨号杆的左臂也会沿相同的方向变形和弯曲，使得人字形拔出杆与推杆之间的距离基本保持不变，以保证热继电器动作的准确性。这种效应称为温度补偿。
