自恢复保险丝的制造材料主要包括高分子聚合物、导电颗粒和填料等。
高分子聚合物：是自恢复保险丝的主要材料，其作用是在过流或短路故障时发热，使保险丝熔断。常用的高分子聚合物有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺等。
导电颗粒：是自恢复保险丝的导电材料，其作用是在正常工作时形成一个通路，使电流能够通过。常用的导电颗粒有碳、碳电阻、金属氧化物等。
填料：是自恢复保险丝中的填充物，其作用是增加保险丝的体积，减小其电阻，增加其过流能力。常用的填料有玻璃纤维、碳纤维、陶瓷粉末等。
自恢复保险丝是由经过特殊处理的聚合树脂(Polymer)及分布在里面的导电粒子(Carbon Black)组成。 在正常操作下聚合树脂紧密地将导电粒子束缚在结晶状的结构外，构成链状导电电通路，此时的自恢复保险丝为低阻状态(a)，线路上流经自恢复保险丝的电流所产生的热能小，不会改变晶体结构。 当线路发生短路或过载时，流经自恢复保险丝的大电流产生的热量使聚合树脂融化，体积迅速增长，形成高阻状态(b)，工作电流迅速减小，从而对电路进行限制和保护。 当故障排除后，自恢复保险丝重新冷却结晶，体积收缩，导电粒子重新形成导电通路，自恢复保险丝恢复为低阻状态，从而完成对电路的保护，无须人工更换。
