自恢复保险丝的动作原理，是一种能量的动态平衡，流过自恢复保险丝的电流，由于电流热效应的关系，产生一定程度的热量(自恢复保险丝都存在阻值)，产生的热全部或部分散发到环境中，而没有散发出去的热便会提高自恢复保险丝元件的温度。

正常工作时的温度较低，产生的热和散发的热达到平衡。

自恢复保险丝元件处于低阻状态，自恢复保险丝不动作，当流过自恢复保险丝元件的电流，增加或环境温度升高，但如果达到产生的热和散发的热的平衡时，自恢复保险丝仍不动作。

当电流或环境温度再提高时，自恢复保险丝会达到较高的温度。

若此时电流或环境温度，继续再增加，产生的热量，会大于散发出去的热量，使得自恢复保险丝元件温度骤增，在此阶段，很小的温度变化会造成阻值的大幅提高，这时自恢复保险丝元件处于高阻保护状态，阻抗的增加限制了电流，电流在很短时间内急剧下降，从而保护电路设备免受损坏，只要施加的电压所产生的热量足够自恢复保险丝元件散发出的热量，处于变化状态下的自恢复保险丝元件便可以一直处于动作状态（高阻）。

当施加的电压消失时，自恢复保险丝便可以自动恢复了。