熱繼電器的結(jié)構(gòu)有兩個主雙金屬片與兩個發(fā)熱元件。兩個發(fā)熱元件分部串聯(lián)在主電路的兩相中。動觸頭與靜觸頭接在控制電路的熱繼電器線圈回路中。當(dāng)負(fù)載電流超過額定電流值并經(jīng)過一定時間后，發(fā)熱元件所產(chǎn)生的熱量足以使雙金屬片受熱向右彎曲，并推動導(dǎo)板向右移動一定距離，導(dǎo)板又推動溫度補(bǔ)償片與推桿，使動觸頭與靜觸頭分開，從而使熱繼電器線圈斷電釋放，將電源切斷起到保護(hù)作用。電源切斷后，電流消失，雙金屬片逐漸冷卻，經(jīng)過一段時間后恢復(fù)原狀，于是觸頭在失去作用力的情況下，靠自身彈簧的彈性自動復(fù)位，經(jīng)觸頭閉合。

如JR16-20/2型熱繼電器（間接加熱方式）由鎳鉻合金材料制成，使用時加熱元件串接加熱元件，熱繼電器的加熱元件一般用康銅、鎳鉻合金材料制作，被用在被保護(hù)電路中。電流通過時，加熱元件產(chǎn)生的熱量使主雙金屬片彎曲變形。雙金屬片材料多為鐵鎳鉻合金或鐵鎳合金。受熱時主雙金屬機(jī)構(gòu)大多數(shù)利用杠桿傳遞及彈簧跳躍式機(jī)構(gòu)完成觸動作機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)，熱繼電器動作機(jī)構(gòu)大多數(shù)利用杠桿傳遞彈簧的動作。觸頭系統(tǒng)多為單斷點(diǎn)彈簧跳躍式動作，一般觸頭為一個常開觸頭和一個常閉觸頭。

溫度補(bǔ)償元件：溫度補(bǔ)償元件也是雙金屬片，它能使熱繼電器的動作性能在-30~+40℃的范圍內(nèi)基本上不受周圍介質(zhì)溫度變化的影響，其彎曲方向與主雙金屬片的彎曲方向相同，起補(bǔ)償作用。

電流整定裝置：它通過調(diào)整外盤刻度輪來調(diào)整推杠間隙，改變推杠移動距離，以達(dá)到電流整定值的目的。

復(fù)位機(jī)構(gòu)：復(fù)位機(jī)構(gòu)有手動和自動兩種形式。