Un relè di sovraccarico termico è un piccolo dispositivo elettromeccanico che protegge i motori dal surriscaldamento. Questi relè aiutano a controllare la corrente elettrica che va al motore per impedirne il surriscaldamento. Se il motore tira troppa elettricità per un lungo periodo di tempo, il relè può capovolgere e interrompere l'alimentazione al motore per evitare danni.
Il relè di sovraccarico termico ha tre poli bimetallici o strip, relè dotati di elementi di sgancio bimetallico. La corrente per il motore scorre attraverso questi tre elementi. Gli elementi di scatto e i poli sono riscaldati direttamente dalla corrente elettrica o indirettamente dalla corrente passando attraverso l'avvolgimento di riscaldamento isolato che fa parte dell'alloggiamento protettivo attorno al polo o alla striscia. Quando troppa corrente elettrica passa attraverso il polo, provoca il surriscaldamento. Quando il polo si surriscalda, inizia a piegarsi. Ciò fa sì che gli elementi di scatto si innestino, rilasciando il relè e facendo in modo che i contatti scambino le posizioni, interrompendo l'alimentazione elettrica al motore. Poiché sono progettati per evitare il surriscaldamento e causare danni al motore, le letture della temperatura fornite dal relè di sovraccarico termico potrebbero essere più calde di quanto sia effettivamente il motore. Il relè lavora per interrompere la corrente elettrica in eccesso prima che raggiunga il motore, il che si traduce in una discrepanza di temperatura.