絕緣材料在電場下工作時由于各種形式的損耗，部分電能轉變成熱能，使介質被加熱。若外加電壓足夠高，將出現器件內部產生的熱量大于器件散發出去的熱量的不平衡狀態，熱量就在器件內部積聚，使器件溫度升高。升溫的結果又進一步增大損耗，使發熱量進一步增多。這樣惡性循環的結果使器件溫度不斷上升。當溫度超過一定限度時介質會出現燒裂、熔融等現象而喪失絕緣能力，這就是介質的熱擊穿。介質內溫度變化較慢時的擊穿稱為“穩態熱擊穿”；而介質短時間使用在脈沖電壓下，介質內熱量來不及散出時的擊穿稱為“脈沖熱擊穿”。

    設介質的電導率為σ，當介質施加有電場E時，若以Q1和Q2分別表示介質的發熱量和散熱量，以E和T分別表示外加電場強度和介質溫度，則在某一臨界電場強度Ec和臨界溫度Tc下，擊穿剛巧發生，此時有

從而可以求解出介質熱擊穿的電場強度Ec。

    熱擊穿除和材料的特性（如ε、tanδ、耐熱性等）有關外，還有器件幾何形狀、散熱情況、周圍媒介溫度因素有關。熱擊穿因為是熱量積聚的結果，積聚熱量需要經歷一個過程，故熱擊穿不是瞬時完成。