Hiện tượng quá nhiệt gây ra bởi sự thu hẹp đường dẫn điện của cầu chì.

Khi diện tích mặt cắt ngang của đường dẫn điện giảm đáng kể, điện trở tăng mạnh theo tỷ lệ nghịch. Theo định luật Joule, nhiệt lượng sinh ra do dòng điện chạy qua dây dẫn tỷ lệ thuận với điện trở của nó. Điện trở trong vùng bị thu hẹp tăng mạnh, khiến nhiệt lượng sinh ra tại vị trí đó tăng theo cấp số nhân, và nhiệt độ nhanh chóng vượt quá phạm vi hoạt động an toàn của vật liệu.

Sự hình thành vùng nhiệt độ cao cục bộ này kích hoạt quá trình chuyển pha trong vật liệu. Sau khi đạt đến điểm nóng chảy, phần tử cầu chì bắt đầu mềm ra, và cấu trúc mạng tinh thể kim loại dần dần bị phân rã. Nhiệt độ tiếp tục tăng khiến phần tử nóng chảy chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng, cuối cùng tan chảy hoàn toàn dưới nhiệt độ cao, đạt được sự cách ly vật lý của mạch điện. Trong suốt quá trình này, tốc độ giải phóng năng lượng và sự phân bố gradient nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính ngắt mạch của cầu chì tự ngắt.