热继电器的构成主要可分为两个部分。热元件和输出的辅助触点。
图片中靠左边的为主回路接线端子（3路，共6点），靠右边的是输出的辅助触点接线端。
热元件，通常由热胀系数不同的金属材料组成。双金属材料的热元件若受热，因膨胀系数不同，就会发生弯曲。工作时把热元件串联在电路的主回路中（例如电机启动器中电机的供电回路中）。图片中靠左边，上下两排各有3个接线端子，每个热元件分别接在一上一下两个端子间，共有3个热元件，分别串联在电机的3条电源输入线上。
辅助触点，通常是一常开（NO）、一常闭（NC）触点。用于电机启动器的控制回路中。
当电机过载时，输入电机的电流会超过电机的额定电流，热继电器中的热元件会因流经的电流过大而发热。引起弯曲。通过内部的机械结构带动输出触点发生切换。达到输出过载信号的目的。
辅助触点的NC触头组可串联在控制电路的供电线路中（同停止按钮串联），一旦电机过载，辅助触点的NC触头就会切断控制回路的电源，使电机停止运转。
辅助触点的NO触头组可接报警设备（例如报警指示灯），一旦电机因过载而停止运转时，给出电机停止的原因过载。