继电保护器是电力系统中重要的保护装置，其工作原理主要分为几个关键部分：
首先，取样单元是保护器的核心组件，它通过电流、电压互感器等传感器，将电力系统运行中的物理量（如电流和电压）隔离并转换为继电器可以识别的信号。这些传感器负责实时监测系统的状态。
接下来，比较鉴别单元进行信号的比较和判断。它包含给定单元，通过与预设的信号进行比较，判断是正常运行、异常状况还是发生故障。例如，它由四只电流继电器组成，其中两个负责速断保护，两个负责过电流保护。电流达到整定值时，继电器会动作并传递信号，指示保护装置需要动作；反之，如果电流在设定值以下，继电器不会动作，保护信号不会传递。
处理单元是继电保护的决策中心，它根据比较鉴别单元的输出信号进行处理，根据信号的大小、性质和顺序来决定是否启动保护措施。这部分由时间继电器、中间继电器等组成，例如，当出现速断信号时，中间继电器会启动，过电流则由时间继电器触发。
控制及操作电源是继电保护装置运行的基石，通常需要独立的交流或直流电源，其功率会根据控制设备的数量而变化，通常交流电源为220伏，功率要求至少1KVA以上。
最后，执行单元是保护动作的实际执行者。它分为两类：一类是产生声光信号的继电器，用于报警提示；另一类是断路器操作机构的分闸线圈，当保护指令发出时，它会驱动断路器断开电路，从而隔离故障区域。
继电保护器是基于微处理器设计，集反时限(Inverse Time)和定时限(Independent Time)继电器保护于一体的综合继电保护设备。继电保护器常常用来为电力设备提供安全保护，如：变压器、马达、发电机和电力分配系统的输电线的短路及接地失败保护。