Um relé de sobrecarga térmica é um pequeno dispositivo eletromecânico que protege os motores do superaquecimento. Esses relés ajudam a controlar a corrente elétrica que vai para o motor para evitar seu superaquecimento. Se o motor puxar muita eletricidade por um longo período de tempo, o relé pode virar e cortar a energia do motor para evitar danos.
O relé de sobrecarga térmica tem três relés bimetálicos, ou tiras, que são equipados com elementos de disparo bimetálico. A corrente do motor passa por esses três elementos. Os elementos de disparo e postes são aquecidos diretamente pela corrente elétrica ou indiretamente pela corrente, passando pelo enrolamento de aquecimento isolado que faz parte da caixa de proteção em torno do poste, ou faixa. Quando muita corrente elétrica passa pelo pólo, isso causa superaquecimento. À medida que o poste superaquece, ele começa a dobrar. Isso faz com que os elementos de disparo engatem, liberando o relé e fazendo com que os contatos mudem de posição, desligando a alimentação elétrica do motor. Por serem projetados para ajudar a evitar o superaquecimento e causar danos ao motor, as leituras de temperatura fornecidas pelo relé de sobrecarga térmica podem ser mais quentes do que o motor realmente está. O relé funciona para desligar o excesso de corrente elétrica antes que alcance o motor, o que resulta na discrepância de temperatura.