防雷排插的工作原理主要依賴於其內部的避雷管或壓敏電阻等瞬變電壓吸收器。
在正常工作狀態下，這些吸收器的電阻值非常高，幾乎相當於斷路，對電路的正常運行沒有影響。當電路中出現異常的高電壓，例如由雷電或電涌引起的瞬間電壓升高時，這些吸收器的電阻值會迅速降低，從而允許電流通過，將多餘的電流導入地線或者通過熔斷器泄放，以此來保護連線的電器設備免受損害。此外，一些防雷排插還可能採用氣體放電管等組件，利用氣體間隙的擊穿特性來實現過壓保護。當外界電壓超過氣體放電管的擊穿電壓時，氣體放電管會導通，形成一個低阻抗的通路，將過高的電壓引入地線或熔斷器，從而保護後級設備。
通過這種方式，防雷排插有效地吸收了電源系統中的電涌脈衝和雷電，降低了電器設備因雷擊或電涌而損壞的風險。