高分子PTC热敏电阻器由于具有独特的正温度系数电阻特性（即PTC特性），因而极为适合用于过流保护器件。高分子PTC热敏电阻器的使用方法像普通保险丝一样，是串联在电路中的（没有极性）。
    当电路处于正常状态时，通过高分子PTC热敏电阻器的电流小于额定电流，高分子PTC热敏电阻器处于常态，阻值很小，串联在电路中的高分子PTC热敏电阻器不会阻碍电流通过，不会影响被保护电路的正常工作。当电路出现故障、电流大大超过额定电流时，高分子PTC热敏电阻器由于发热功率增加导致其内部温度上升（或者工作环境温度上升），当温度超过开关温度T时，电阻瞬间会变得很大，呈高阻态，使电路处于相对“断开”状态，把电路中的电流限制到很低的水平。此时电路中的电压几乎都加在高分子PTC热敏电阻器两端，因而可以起到保护其他元件的作用。当排除故障后高分子PTC热敏电阻器的阻值会迅速恢复到原来的水平。电路排除故障后，无须更换高分子PTC热敏电阻器，可以继续使用。

    上图为高分子PTC热敏电阻器对交流电路保护过程中电流的变化示意图。热敏电阻器动作后，电路中的电流有了大幅度的降低。图中，t为热敏电阻器的动作时间。由于高分子PTC热敏电阻器的可设计性好，可通过改变自身的开关温度（T）来调节其温度的敏感程度，因而可同时起到过温保护和过流保护两种作用，如KT16-1700DL型热敏电阻器由于动作温度很低，因而适用于锂离子电池和镍氢电池的过流及过温保护。
    高分子PTC热敏电阻器是一种直热式、阶跃型热敏电阻器。其电阻变化过程与自身的发热和散热情况有关，因而其维持电流（I）、动作电流（I）及动作时间均受环境温度的影响。