熱量是影響電機性能和壽命的主要因素，電機發熱的主要來源之一是通過電機繞組的電流。由于發熱是電機運行不可避免的條件，因此保護電機免于過熱或熱過載非常重要。但在某些情況下尤其是交流感應電機電機發熱可以通過熱過載繼電器間接測量，熱過載繼電器通過監測輸送到電機的電流量來確定電機溫度。

　　熱過載繼電器與電機串聯，因此流向電機的電流也流經過載繼電器。當電流在一定時間內達到或超過預定限制時，繼電器會啟動一種機制，打開一個或多個觸點以中斷流向電機的電流。熱過載繼電器按其跳閘等級進行評級，該等級定義了在繼電器響應或跳閘之前可能發生過載的時間量。常見的行程等級為5、10、20和30秒。考慮時間和電流對于交流感應電機很重要，因為它們在啟動期間消耗的電流明顯超過其全額定電流（通常為600%或更多）。因此，如果繼電器在超過過載電流時立即跳閘，電機將難以啟動。

　　有三種類型的熱過載繼電器雙金屬、共晶和電子。

　　1、雙金屬熱過載繼電器：（有時稱為加熱元件）由兩種具有不同熱膨脹系數的金屬制成，它們被固定或粘合在一起。纏繞或放置在雙金屬條附近的繞組承載電流。

　　當流過繼電器（并因此通過電機）的電流加熱雙金屬片時，兩種金屬以不同的速率膨脹，導致金屬片向熱膨脹系數較低的一側彎曲。當條帶彎曲時，它會啟動一個常閉(NC)接觸器，使其打開并停止流向電機的電流。一旦雙金屬繼電器冷卻并且金屬條恢復到正常狀態，電路就會自動復位，電機可以重新啟動。

　　2、共晶熱過載繼電器：使用共晶合金（在規定溫度下熔化和凝固的金屬組合），封裝在管中并連接到加熱器繞組。電機的電源電流流過加熱器繞組并加熱合金。當合金達到足夠的溫度時，它會迅速轉變為液體。作為固體，合金將機械裝置（例如彈簧或棘輪）固定到位。但是當合金熔化時，機械裝置釋放，打開過載觸點。與雙金屬設計一樣，共晶熱過載繼電器在合金充分冷卻并恢復到其原始固態之前無法復位。

　　3、電子熱過載繼電器：以電子方式測量電流，而不是依靠加熱器機制，因此對環境溫度的變化不敏感。它們也不太容易出現滋擾或錯誤的絆倒情況。電子過載繼電器可以提供諸如熱容量利用率(%TCU)百分比、滿載電流百分比(%FLA)、跳閘時間、電流RMS和接地故障電流等數據這些信息可以幫助操作員進行診斷并預測繼電器何時有跳閘風險。電子設計還可以保護電機免于缺相（也稱為缺相），當一相電流等于零安培時，通常是由于短路或保險絲熔斷而導致缺相。這會導致電機在其余兩相上消耗過多電流，并導致電機顯著發熱。

　　熱過載繼電器通常是電機啟動器的一部分，其中包括過載繼電器和觸點。需要注意的是，熱過載繼電器僅設計用于防止電機過熱，并且在發生短路時不會跳閘，因此需要額外的保險絲或斷路器來保護電路。