普通电阻遵循欧姆定律，而压敏电阻的电压与电流有特殊的非线性关系。当压敏电阻两端的电压低于标称额定电压值时，压敏电阻的电阻值接近无限大，内部几乎没有电流流过。当压敏电阻两端的电压略高于标称额定电压时，压敏电阻会迅速击穿导通，从高电阻状态变为低电阻状态，工作电流也会急剧增加。当压敏电阻两端的电压超过最限电压时，压敏电阻将完全击穿损坏，无法自行恢复。

普通电阻遵循欧姆定律，而压敏电阻的电压与电流有特殊的非线性关系。当压敏电阻两端的电压低于标称额定电压值时，压敏电阻的电阻值接近无限大，内部几乎没有电流流过。当压敏电阻两端的电压略高于标称额定电压时，压敏电阻会迅速击穿导通，从高电阻状态变为低电阻状态，工作电流也会急剧增加。当两端的电压低于标称额定电压时，压敏电阻可以恢复到高电阻状态。当压敏电阻两端的电压超过最限电压时，压敏电阻将完全击穿损坏，无法自行恢复。
压敏电阻的主要功能是保护电路中的瞬态电压。由于上述工作原理，压敏电阻相当于开关。只有当电压高于阙值时，电阻值才会无限小，开关才会关闭，导致流过其电流激增，对其他电路的影响变化不大，从而降低过电压对后续敏感电路的影响。压敏电阻的保护功能可重复使用多次，也可制成类似电流保险丝的一次性保护装置。
压敏电阻主要用于电路中的瞬态过电压保护，但由于其类似于半导体稳压管的伏安特性，它还具有多种电路元件功能。例如，压敏电阻是一种直流高压小电流稳压元件，稳定电压可达数千伏以上，硅稳压管无法达到；压敏电阻可用作电压波动检测元件；可用作直流平移元件；荧光启动元件；均压元件等。
压敏电阻的保护功能得到了广泛的应用。例如，家用彩电的电源电路使用压敏电阻来完成过电压保护功能。当电压超过阙值时，压敏电阻反映其钳位特性，降低过高电压，使后电路在安全电压范围内工作。