در این رله های حرارتی (بی متال)، سه تیغه تعبیه شده است. که سیم حامل جریان  به صورت حلقه ای به دور آن پیچیده شده است.. در اثر عبور جریان غیر مجاز، سیم ها (هادی ها) گرم می شوند و در نتیجه حرارت به بی متال منتقل می شود و باعث خم شدن تیغه می شود. حرکت هرکدام از این تیغه ها، باعث به حرکت درآمدنِ اهرم ها می شود. این جا یه جاییِ اهرم ها، باعث تغییر وضعیت میکروسوئیچ هایی می شود که دارای کنتاکت باز و بسته می باشند و با باز و بسته شدن این کنتاکت ها، مدار قطع و وصل می شود. برای افزایش سرعت عملکرد بی متال و جلوگیری از جرقه و سوختگی محلّ اتصال، از آهن ربا در بالا و پایین تیغه فولادی است.فاده می کنند تا نیروی مغناطیسی آن باعث باز و بسته شدن سریع کنتاکت ها شود. بر روی بی متال پیچ تنظیمی وجود دارد که با توجه به شدت جریان های موتور الکتریکی باید آن را تنظیم نمود. بی متال ها ، سه ورودی و سه خروجی دارند، سه ورودی توسط سه تیغه به خروجی کنتاکتور متصل می شود و بالطبع سه خروجی آن به موتور الکتریکی متصل می شود. بنابراین در صورت هر گونه خطایی که باعث شود موتور الکتریکی اضافه بار بگیرد جریان قطع می شود.

برخی از رله‌های بی‌متال دارای دو حالت دستی و خودکار هستند که در حالت دستی اگر رله عمل کند باید آن را به صورت دستی و با فشردن دکمهٔ RESET به حالت اول بازگرداند، اما در حالت خودکار برگشتن به حالت اول پس از گذشت مدتی معین به صورت خودکار انجام می‌شود.

نوار دو فلزی دماسنج را با فلزات مختلف می‌سازند. در نتیجه، طول فلزات با نرخ‌های مختلف تغییر می کند. هنگامی که دما افزایش می‌یابد، نوار به سمت فلزی خم می‌شود، که دارای ضریب درجه حرارت پایین است.. هنگامی که دما کاهش می‌یابد، نوار به سمت فلزی خم می‌شود، که دارای ضریب درجه حرارت بالا است..

نوار بی متال را با اتصال دو نوار نازک از فلزات مختلف می‌سازند. فلزات در یک سر به کمک جوش به یکدیگر متصل می‌شوند. پیوند به گونه‌ای حفظ می‌شود، که هیچ حرکت نسبی بین دو فلز وجود ندارد. ابعاد فیزیکی فلزات با تغییر دما متفاوت است..

در نمونه ی سه فاز این رله ها رله ی حرارتی از سه پل قدرت برای عبور جریان اصلی مصرف کننده تشکیل شده و دو کنتاکت فرمان دارد. یکی کنتاکت بسته جهت قطع مدار تغذیه ی کناکتور و دیگری کنتاکت باز که پس از عمل بیمتال بسته می شود و برای اطلاع دادن از خطای حاصل در مدار است..