對于熱敏電阻效應,也就是電阻值階躍的原因,在于材料組織是由許多小的微晶構成的,在晶粒的界面上,即所謂的晶粒邊界(晶界)上形成勢壘,阻礙電子越界進入到相鄰區(qū)域中去,因此而產生高的電阻.這種效應在溫度低時被抵消:在晶界上高的介電常數(shù)和自發(fā)的極化強度在低溫時阻礙了勢壘的形成并使電子可以自由地流動.而這種效應在高溫時,介電常數(shù)和極化強度大幅度地降低,導致勢壘及電阻大幅度地,呈現(xiàn)出強烈的效應.

熱敏電阻由半導體陶瓷材料組成，利用的原理是溫度引起電阻變化．若電子和空穴的濃度分別為n、p，遷移率分別為μn、μp，則半導體的電導為：σ=q（nμn pμp）因為n、p、μn、μp都是依賴溫度T的函數(shù)，所以電導是溫度的函數(shù)，因此可由測量電導而推算出溫度的高低，并能做出電阻-溫度特性曲線．這就是半導體熱敏電阻的工作原理．

由于在整流濾波電路中，為了避免電子電路開機瞬間由于容性負載充電而產生的瞬間浪涌電流，通常在電源電路中串接一個功率型的NTC熱敏電阻。這樣能夠有效的開機時的浪涌電流，并且在完成浪涌電流作用后，由于通過電流的持續(xù)作用，NTC熱敏電阻的阻值將下降到非常小的值，消耗功率很小可以忽略，不會對電路的正常工作造成影響。所以在中小功率電源電路中，采用功率型NTC熱敏電阻器開機浪涌電流的方法得到廣泛應用。