熱繼電器基本結(jié)構(gòu)由熱元件、觸頭系統(tǒng)、動(dòng)作機(jī)構(gòu)、復(fù)位按鈕、整定電流裝置和溫度補(bǔ)償元件等部分組成。如圖所示熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖：
熱元件共有兩塊，是熱繼電器的主要部分，它是由雙金屬片1、2及圍繞的雙金屬片外面的電阻絲組成。雙金屬片是由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬片焊合而成。使用時(shí)將電阻絲直接串接在異步電動(dòng)機(jī)的兩相電路上。常閉觸頭8與9接于電動(dòng)機(jī)控制電路的接觸器線圈支路上。當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組因過(guò)載引起過(guò)電流時(shí)，并經(jīng)一定時(shí)間后，發(fā)熱元件所產(chǎn)生的熱量足使雙金屬片1和2彎曲，并推動(dòng)導(dǎo)板5向右移動(dòng)一定距離，導(dǎo)板5又推動(dòng)溫度補(bǔ)償片6與杠桿7，使動(dòng)觸頭8與靜觸頭9分開(kāi)，從而使電動(dòng)機(jī)線路接觸器斷電釋放，將電源切除起到保護(hù)作用。電源切斷后，熱繼電器開(kāi)始冷卻，過(guò)一段時(shí)間雙金屬恢復(fù)原狀，于是觸頭8在彈簧13的使用下，自動(dòng)復(fù)位與觸頭9閉合。
這種熱繼電器也可用手動(dòng)復(fù)位。這時(shí)只要將螺釘10擰出到一定位置，使觸頭8的轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)一定角度，在此情況下，即使雙金屬片冷卻，觸頭8也不能自動(dòng)復(fù)位，必須采用手動(dòng)。即按下復(fù)位按紐11使觸頭8變位，這在某種要求故障未被排除而防止電動(dòng)機(jī)再行起動(dòng)的場(chǎng)合是必須的。