热继电器的形式有多种，其中以双金属片式应用最多。双金属片式热继电器主要由发热元件1、主双金属片2和触点4三部分组成，如下图所示。主双金属片2是热继电器的感测元件，由两种膨胀系数不同的金属片辗压而成。当串联在电动机定子绕组中的热元件有电流流过时，热元件产生的热量使双金属片伸长，由于膨胀系数不同，致使双金属片发生弯曲。电动机正常运行时，双金属片的弯曲程度不足以使热继电器动作。但是当电动机过载时，流过热元件的电流增大，加上时间效应，就会加大双金属片的弯曲程度，最终使双金属片推动导板3使热继电器的触点4动作，切断电动机的控制电路。