热过载继电器，主要就是用来保护电动机缺相或者机械过载运行的。它的常闭触头串接于控制电路中，通常是串接于接触器的线圈电路中。当流经热过载继电器的主电路的工作电流超过整定的电流值的时候，热过载继电器内部的双金属片会受热变形，推动热继电器的控制机构动作，常闭触点断开，接触器的线圈失电，主触头释放，负载断电停止运行，从而起到热保护的作用。
在常闭触点断开的同时，常开触点闭合。可以把这组常开触点串接于一套声光报警设备的电源电路中。在设备发生故障，热过载继电器动作，常闭触点断开，设备停止运行的同时，常开触点闭合，接通报警设备的电路，发出报警信号，提醒设备操作人员——设备故障，及时维修。
热过载继电器发生过载保护动作以后，过一会儿，双金属片冷却，断开了的常闭触头会自动复位。即从保护状态的断开模式复位到闭合模式，这时候如果设备的故障没有排除，再次启动设备，设备还能进入带病运行状态。如此反复几次，电动机频繁过载，很有可能被烧毁。
为了避免这种情况发生，热过载继电器的旁边有一个沉在里面的旋钮，有提示“如需手动复位，请将此旋钮旋出”。这样当热过载继电器发生保护动作以后，除非手动按下复位按钮，不然断开的常闭触点不会自动复位。