繼電保護裝置要起到反事故的自動裝置的作用，必須正確地區分“正常”與“不正常”運行狀態、被保護元件的“外部故障”與“內部故障”，以實現繼電保護的功能。因此，通過檢測各種狀態下被保護元件所反映的各種物理量的變化并予以鑒別。依據反映的物理量的不同，保護裝置可以構成下述各種原理的保護： 
[1]反映電氣量的保護 
電力系統發生故障時，通常伴有電流增大、電壓降低以及電流與電壓的比值(阻抗)和它們之間的相位角改變等現象。因此，在被保護元件的一端裝沒的種種變換器可以檢測、比較并鑒別出發生故障時這些基本參數與正常運行時的差別．就可以構成各種不同原理的繼電保護裝置。例如，反映電流增大構成過電流保護；反映電壓降低(或升高)構成低電壓(或過電壓)保護；反映電流與電壓間的相位角變化構成方向保護；反映電壓與電流的比值的變化構成距離保護。除此以外．還可根據在被保護元件內部和外部短路時，被保護元件兩端電流相位或功率方向的差別，分別構成差動保護、高頻保護等。 
同理，由于序分量保護靈敏度高，也得到廣泛應用。 
新出現的反映故障分量、突變量以及自適應原理的保護也在應用中。 
[2]反映非電氣量的保護 
如反應溫度、壓力、流量等非電氣量變化的可以構成電力變壓器的瓦斯保護、溫度保護等。 
繼電保護相當于一種在線的開環的自動控制裝置，根據控制過程信號性質的不同，可以分模擬型(它又分為機電型和靜態型)和數字型兩大類。對于常規的模擬繼電保護裝置，一般包括測量部分、邏輯部分和執行部分。測量部分從被保護對象輸入有關信號，再與給定的整定值比較，以判斷是否發生故障或不正常運行狀態；邏輯部分依據測量部分輸出量的性質、出現的順序或其組合，進行邏輯判斷，以確定保護是否應該動作；執行部分依據前面環節判斷得出的結果子以執行：跳閘或發信號。