热敏电阻的结构与工作形式多样。大多数为直热式，即元件本身通过电流发热来获得温度；也存在需要外部热源的旁热式。常见形状有圆片、垫圈形、管形等，其中负温度系数类型（NTC）应用最广，又可分为测温型、稳压型和通用型，形状多样，适应不同场景。

正温度系数敏电阻器（PTC）的应用正在不断扩展，除了温度控制与测量电路外，还广泛用于彩色电视机的消磁电路，以及家用电器如冰箱、电扇、熨斗等的电路中。

热敏电阻之所以广泛应用，源于其优点突出：对温度的灵敏度高、热惰性小、使用寿命长、体积小、结构简单；因此在温度测量、温度控制、温度补偿、液位与气压测量、火灾报警、气象探测、开关与过载保护、脉动抑制、时间延迟、稳定振幅、自动增益调整、微波与激光功率测量等领域均有广泛应用。

随着军事与航天技术的发展，对热敏元件的要求不仅是高可靠、长寿命和宽温域，还包括更高的灵敏度、无需制冷和更优的辐射功率测量性能。

金属电阻随温度升高而增大，而半导体材料通常表现出温度升高时电阻快速降低、且变化具有显著非线性。这一特性使热敏电阻成为以温度为参量的敏感元件。

热敏电阻通过半导体材料对温度的显著响应实现温度测量与控制。它通常由金属氧化物按不同配方制成，在一定温度范围内通过测量阻值的变化来反映被测介质的温度变化。

热敏电阻在实际电路中的工作方式包括：在正常工作时，温度接近环境温度，阻值较低，串联在电路中对电流影响很小；当电路因故障而产生过大电流时，热量造成温度升高，阻值快速上升，使电路电流迅速下降，起到保护作用。其动作时间取决于散热与发热的综合关系。

1) 线性PTC效应：某些材料在温度升高时阻值以近似线性的方式增加，这是最常见的PTC表现。

2) 非线性PTC效应：经相变等机理，材料在较窄的温度区间内阻值会急剧上升，甚至放大数十至数十万倍。多种导电聚合物会展现出这种强非线性特征，适合用于过流保护装置。

3) 高分子PTC热敏电阻用于自恢复保险丝（PTC热敏电阻），因具备正温度系数特性，成为常用的过流保护器件。其使用方式与普通保险丝类似，通常串联在电路中。

在电路保护场景中，普通工作时热敏电阻温度接近环境温度，阻值很小，不会显著阻碍电流；当出现异常过电流时，热敏电阻发热导致温度升高，阻值跃升，回路电流被迅速限制，从而实现保护。热敏电阻的恢复能力使其在多次保护后仍可重复使用。以某些型号为例，其开关温度可以通过设计参数进行调节，以实现对温度和电流的双重保护旋乐吧spin8。

环境温度对高分子PTC热敏电阻的影响体现在维持电流、动作电流与动作时间上。低温环境下，发热功率较大、易触发保护；高温环境下，发热相对较小，元件更容易在保护后恢复。恢复过程通常需要十几秒至几十秒，阻值能回到初始值的大约1.6倍左右，随后维持电流回到额定值并可再次使用。器件面积与厚度越小，恢复越快；尺寸越大，恢复通常越慢。