Тепловое реле (англ. thermal relay) - реле, которое реагирует на изменение тепловых величин (температуры, теплового потока и т.п.).
Существуют тепловые реле основанные на механических, электрических, оптических и акустических принципах действия.
Тепловые реле основанные на механическом принципе, используют либо линейное или объемное расширение, либо переход веществ из твердого в жидкое или из жидкого в газообразное состояние, либо изменение плотности или вязкости газов. Тепловые реле использующие линейное расширение состоят из двух стержней (или трубки и внутреннего стержня), изготовленных из материалов с различным температурным коэффициентом линейного расширения. Разность удлинений стержней (или трубки и стержня) увеличивается с помощью рычага 4, который приводит в действие подвижный контакт группы контактов 2 (см. Рис.)
Широко распространены биметаллические тепловые реле, у которых пластина, состоящая из двух слоев металла, обладающих различными коэффициентами линейного расширения, и закрепленная одним концом, изгибается свободным концом в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. Свободный конец пластины связан с подвижным контактом, который при заданной температуре замыкает электрическую цепь. Используются связка различных металлов: латунь-инвар, сталь-инвар и т.д. Биметаллическая пластина чаще всего выполняется в виде плоской пластинки, а иногда в виде плоской или винтовой спирали.
Тепловые реле использующие объемное расширение, имеют резервуар (ампулу), наполненный жидкостью (например ртутью) или газом. Ртуть, расширяясь, поднимается по трубке, соединенной с ампулой, доходит при заданной температуре до неподвижного контакта, впаянного в трубку и замыкает управляемую цепь. При нагревании газа нагревательным элементом в резервуаре, ртуть вытесняется и размыкает контакты.
В тепловых реле использующих переход веществ (обычно металлов) из твердого состояния в жидкое, конец стержня с лопаткой, находящихся под действием пружины, вставлен в некоторый объем легкоплавкого вещества. При повышении температуры в камере до температуры плавления вещества пружина выдергивает (или поворачивает) стержень и замыкает контакт.