自复熔断器的结构，主要由电流端子（又叫电极）、云母玻璃（填充剂）、绝缘管、熔体、活塞、氩气和外壳等组成。其中，自自复熔断器的外壳一般用不锈钢制成，不锈钢套与其内部的氧化铍陶瓷绝缘管间用云母玻璃隔开，云母玻璃既是填充剂又是绝缘物。
自复熔断器是利用金属钠在高温下电阻急剧增大的特性工作的。在正常工作情况下，电流从左侧电流端子，经过氧化铍陶瓷绝缘管细孔内金属钠熔体，再到右侧电流端子形成电流通路。当发生短路故障时，短路电流将金属钠加热气化成高温高压的等离子状态，使其电阻急剧增加，从而起到限流作用。此时，熔体气化后产生的高压推动活塞向右移动，压缩氩气。当断路器切开由自复熔断器限制了的短路电流后，金属钠蒸气温度下降，压力也随之下降，原来受压的氩气又凝结成液态和固态，其电阻值也降低为原值，供再次使用。
自复熔断器的接线，它常与断路器串联使用，本身先并联一只附加电阻，以抑制分断时出现的过电压。正常工作时，自复熔断器呈低阻状态，并联电阻仅流过很小电流。而当线路发生故障时，自复熔断器呈高阻状态，并联电阻可吸收它所产生的过电压，并维持断路器脱扣器所需要的动作电流，保证断路器可靠分断。因此，断路器分断的电流实际上是自复熔断器的限流电流。