PTC可恢复保险丝的动作原理是一种能量的动态平衡，流过它的电流由于PTC的关系产生热量，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PTC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。PTC元件处于低阻状态，它不动作，当流过它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，它仍不动作。当电流或环境温度再提高时，它会达到较高的温度。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PTC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PTC 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PTC元件散发出的热量，处于变化状态PTC元件便可以一直处于动作状态（高阻）。当施加的电压消失时， PTC便可以自动恢复了。