普通電阻遵循歐姆定律，而壓敏電阻的電壓與電流有特殊的非線性關系。當壓敏電阻兩端的電壓低于標稱額定電壓值時，壓敏電阻的電阻值接近無限大，內部幾乎沒有電流流過。當壓敏電阻兩端的電壓略高于標稱額定電壓時，壓敏電阻會迅速擊穿導通，從高電阻狀態變為低電阻狀態，工作電流也會急劇增加。當壓敏電阻兩端的電壓超過最限電壓時，壓敏電阻將完全擊穿損壞，無法自行恢復。

普通電阻遵循歐姆定律，而壓敏電阻的電壓與電流有特殊的非線性關系。當壓敏電阻兩端的電壓低于標稱額定電壓值時，壓敏電阻的電阻值接近無限大，內部幾乎沒有電流流過。當壓敏電阻兩端的電壓略高于標稱額定電壓時，壓敏電阻會迅速擊穿導通，從高電阻狀態變為低電阻狀態，工作電流也會急劇增加。當兩端的電壓低于標稱額定電壓時，壓敏電阻可以恢復到高電阻狀態。當壓敏電阻兩端的電壓超過最限電壓時，壓敏電阻將完全擊穿損壞，無法自行恢復。
壓敏電阻的主要功能是保護電路中的瞬態電壓。由于上述工作原理，壓敏電阻相當于開關。只有當電壓高于闕值時，電阻值才會無限小，開關才會關閉，導致流過其電流激增，對其他電路的影響變化不大，從而降低過電壓對后續敏感電路的影響。壓敏電阻的保護功能可重復使用多次，也可制成類似電流保險絲的一次性保護裝置。
壓敏電阻主要用于電路中的瞬態過電壓保護，但由于其類似于半導體穩壓管的伏安特性，它還具有多種電路元件功能。例如，壓敏電阻是一種直流高壓小電流穩壓元件，穩定電壓可達數千伏以上，硅穩壓管無法達到；壓敏電阻可用作電壓波動檢測元件；可用作直流平移元件；熒光啟動元件；均壓元件等。
壓敏電阻的保護功能得到了廣泛的應用。例如，家用彩電的電源電路使用壓敏電阻來完成過電壓保護功能。當電壓超過闕值時，壓敏電阻反映其鉗位特性，降低過高電壓，使后電路在安全電壓范圍內工作。