自熔丝的结构主要由电流端子(也称电极)、云母玻璃(填充物)、绝缘管、熔体、活塞、氩气和外壳组成。其中，自熔断熔断器的外壳一般采用不锈钢制造，不锈钢套管与其氧化铍陶瓷绝缘管之间用云母玻璃隔开，云母玻璃既是填充物又是绝缘体。

自熔丝是利用钠金属在高温下电阻急剧增大的特性来工作的。在正常工作条件下，电流从左电流端流出，经过氧化铍陶瓷绝缘管孔隙中的金属钠熔体，再流到右电流端，形成电流通路。发生短路故障时，短路电流将金属钠加热气化成高温高压等离子体状态，使其电阻急剧增大，从而限制了电流。此时熔体气化后产生的高压推动活塞向右移动，压缩氩气。当断路器切断自复位熔断器限制的短路电流时，金属钠蒸气的温度下降，压力也下降。原来的压缩氩气凝结成液体和固体，其电阻值也降低到原来的值，以便重复使用。

自熔丝的接线通常与断路器串联使用，它与一个附加电阻并联，以抑制开断时的过电压。正常工作时，自复位熔断器处于低阻状态，只有很小的电流流过并联电阻。当线路发生故障时，自复位熔断器处于高阻状态，并联电阻可以吸收其产生的过电压，维持断路器脱扣器所需的动作电流，从而保证断路器的可靠分断。所以断路器分断的电流实际上就是自复位熔断器的限流电流。