熱敏電阻作用于測量溫度，結構簡單，價格低廉。沒有外保護層的熱敏電阻只能在干燥的地方使用；密封熱敏電阻不怕濕氣侵蝕，可以在惡劣環境下使用。由于熱敏電阻的電阻較大，其連接線的電阻和接觸電阻可以忽略不計，所以熱敏電阻可以用于上千米的溫度測量，測量電路多采用橋式電路。

電路中安裝熱敏電阻時，在環境溫度相同的情況下，隨著電流的增大，熱敏電阻的動作時間會急劇縮短。熱敏電阻在環境溫度較高時動作時間較短，保持電流和動作電流較小。電路正常工作時，熱敏電阻的溫度接近室溫，電阻很小，所以電路中串聯不會阻礙電流通過；當電路因故障出現過流時，熱敏電阻的溫度會因加熱功率的增大而升高。當溫度超過開關溫度時，電阻會突然增大，回路中的電流會迅速降低到安全值。

過熱保護分為直接保護和間接保護。對于小電流場合，熱敏電阻可直接接入負載，防止過熱損壞保護器件，對于大電流場合，可用于保護繼電器、晶體管電路等。比如突變的熱敏電阻嵌在電機的定子繞組里，與繼電器串聯。當電機過載時，定子電流增加，導致發熱。當溫度高于分界點時，電路中的電流可從幾十分之一毫安斷到幾十毫安，于是繼電器動作，從而實現過熱保護。

熱敏電阻作用十分的強大，可以在一定的溫度范圍內補償部分元器件的濕度。比如動圈式儀表表頭中的動圈是由銅線制成的，溫度升高，電阻增大，產生溫度誤差。因此，負溫度系數的熱敏電阻可以與動圈回路中的錳銅線電阻并聯，再與被補償元件串聯，從而抵消內部溫度變化帶來的誤差。