热保护器外观像铅笔头，常捆绑或粘贴在定子绕组温度比较高的位置，绕组温度通过金属壳体传给双金属片。当绕组温度超过设定温度后，热保护器跳开，与热保护器相连的控制回路就断开，从而触发主回路接触器跳开，压缩机停止运转。热保护器的热响应时间是一个重要参数，一般都可以在到达设定温度后几秒内会动作。对于大容量高压潜水泵等特殊设备，由于检查维护困难，也应选择磨损状态监测功能，同时监测轴承的温度，避免发生扫膛事故造成重大经济损失。安装时一定要确保热接触良好，否则就无法及时动作，起不到热保护作用。
与热保护器不同，过载保护器内有一个或多个小电热器（电热丝或电热片），电热器串联在单相或三相主回路中。当电机出现过载时，电流增大，电热器温度迅速升高并引起双金属片变形，连接主回路的触点分离，压缩机停机。
大压缩机的工作电流很大，过载保护器吸合时引会起电弧，无法使用。普遍采用的保护方式热敏电阻+电子模块的保护方式。在三相绕组中布置几个热敏电阻，并将热敏电阻串联（也有并联的）起来，与电子模块相应端子（如S1、S2）相连。当热敏电阻温度到达某个临界温度时，其阻值会从正常温度下的几百欧姆剧烈增大到几千欧姆甚至上万欧姆，触发电子模块内的控制回路（如M1、M2）断开，压缩机停机；而当温度降低到设定值后，模块内控制回路会自动闭合，电机恢复运转。保护器动作后，对于手动控制回路，能自动复位，而对于自动控制回路，又能己忆自锁，避免电动机在故障状态，重复起动，加剧电动机的损坏。电动机保护器原理其成本和价格随功能而异，复杂的继电器实际上只能用于较大型、较昂贵的电动机或重要场合。它监视、测量和保护的主要功能有：①的起动冲击电流和时间； ②热记忆； ⑤大惯性负载的长时间加速； ④断相或不平衡相电流； ⑤相序；4)仪表可选择带DC4-20mA的模拟量信号输出或RS485通信功能，方便与自控系统联网。 ⑥欠电压或过电压；⑦过电流(过载)运行； ⑧堵转； ⑨失载(机轴断裂，传送带断开或泵空吸造成工作电流下跌)； ⑩电动机绕组温度和负载的轴承温度；⑩或失速。电动机保护器原理上述每种信息均可编程输入微处理器，主要是加上需要的时限，以确保电动机起动或运转过程中在损坏之前将电源切断。还可用发光二极管或数字显示故障类别和原因，也可以对外向计算机输出数据。