热继电器基本结构由热元件、触头系统、动作机构、复位按钮、整定电流装置和温度弥补元件等部分组成。
热元件共有两块，
热继电器的主要局部，由双金属片12及围绕的双金属片外面的电阻丝组成。双金属片是由两种热膨胀系数不同的金属片焊合而成。使用时将电阻丝直接串接在异步电动机的两相电路上。常闭触头8与9接于电动机控制电路的接触器线圈支路上。
当电动机绕组因过载引起过电流时，并经一定时间后，发热元件所产生的热量足使双金属片1和2弯曲，并推动导板5向右移动一定距离，导板5又推动温度弥补片6与杠杆7使动触头8与静触头9分开，从而使电动机线路接触器断电释放，将电源切除起到维护作用。
电源切断后，热继电器开始冷却，过一段时间双金属恢复原状，于是触头8弹簧13使用下，自动复位与触头9闭合。
这种热继电器也可用手动复位。这时只要将螺钉10拧出到一定位置，使触头8转动逾越一定角度，此情况下，即使双金属片冷却，触头8也不能自动复位，必需采用手动。即按下复位按纽11使触头8变位，这在某种要求故障未被排除而防止电动机再行起动的场所是必需的。
