Termiczny przekaźnik przeciążeniowy to elektryczne urządzenie zabezpieczające przeznaczone do odłączania maszyny, urządzenia lub instalacji od zasilania w przypadku uszkodzenia lub przeciążenia. Ochronę tę uzyskuje się poprzez włączenie różnego rodzaju elementów wrażliwych na ciepło, które odcinają zasilanie w warunkach przeciążenia. Te elementy termiczne reagują na prąd pobierany przez chroniony element podczas jego pracy. Jeśli element doświadcza nadmiernego wzrostu obciążenia, zużycia fizycznego lub uszkodzenia, ilość pobieranego prądu odpowiednio wzrośnie. Spowoduje to wyłączenie termiczne i odłączenie głównego zasilania chronionego elementu.
Przepływ prądu przez urządzenie elektryczne jest częścią dynamiki zasilania elektrycznego, która generuje ciepło. Wzrost przepływu prądu powoduje proporcjonalny wzrost ilości wytwarzanego ciepła. Przepływ prądu przez urządzenie elektryczne jest iloczynem obciążenia, któremu poddawane jest urządzenie. Ponownie, wzrost obciążenia powoduje wzrost prądu i generowanego ciepła. Jeśli to obciążenie wzrośnie do punktu, który przekracza specyfikacje projektowe urządzenia, ulegnie ono przegrzaniu i ostatecznie zniszczeniu.
Przekaźniki termiczne są zaprojektowane tak, aby zapobiegać uszkodzeniom lub zniszczeniu maszyn elektrycznych poprzez reagowanie na wzrost temperatury indukowanej prądem. Jeśli temperatura wzrośnie powyżej wartości znamionowej przekaźnika, aktywuje on i odłącza główne zasilanie, zapobiegając uszkodzeniu sprzętu. Ta dezaktywacja jest osiągana przez mechaniczną lub elektryczną blokadę między przekaźnikiem a głównym zasilaniem. Wrażliwy na temperaturę element przekaźnika przeciążenia termicznego może być prostym paskiem bimetalowym lub bardziej wyrafinowanym czujnikiem elektronicznym lub sondą.
Pasek bimetalowy w przekaźniku przeciążeniowym termicznym składa się z dwóch różnych metali połączonych ze sobą. Różne właściwości metalu oznaczają, że nagrzewają się one z różną szybkością, powodując zginanie taśmy. Ten ruch gięcia aktywuje następnie urządzenie wycinające. Elektroniczny przekaźnik przeciążenia termicznego wykorzystuje czujnik lub sondę do odczytu aktualnie generowanej temperatury. Mikroprocesor następnie dyktuje, kiedy obwód zostanie otwarty i odetnie główne zasilanie w zależności od ustawionych parametrów.
Przekaźniki zabezpieczające przed przeciążeniem są instalowane w obwodach sterowania dużych maszyn lub jako bezpośrednie połączenie w zasilaniu mniejszych urządzeń. Przekaźniki obwodów sterowania składają się z elementu wrażliwego na ciepło i zestawu styków. Obwód sterowania chronionej maszyny przechodzi przez styki przekaźnika. Jeżeli maszyna osiągnie poziomy prądu przeciążenia, czujnik ciepła przekaźnika wyłącza przekaźnik przeciążenia termicznego, co z kolei odcina główne zasilanie maszyny. Mniejsze urządzenia zazwyczaj mają swoje zasilanie bezpośrednio przez element wrażliwy na ciepło, który ugina się w warunkach przeciążenia i wyłącza maszynę.