高分子PTC自复保险丝由高分子PTC基体及使其导电的碳黑粒子组成。由于高分子PTC自复保险丝为导体，其上会有电流通过。当有过电流通过高分子PTC自复保险丝时，产生的热量（为I2R）将使其膨胀。从而碳黑粒子将分开、高分子PTC自复保险丝的电阻将上升。这将促使高分子PTC自复保险丝更快的产生热、膨胀得更大，进一步使电阻升高。当温度达到125°C时，电阻变化显著，从而使电流明显减小。此时流过高分子PTC自复保险丝的小电流足以使其保持在这个温度和处于高阻状态。当故障清除后，高分子PTC自复保险丝收缩至原来的形状重新将碳黑粒子联结起来，从而降低电阻至具有规定的保持电流这个水平。上述过程可循环多次。