氣體保護是變壓器內部故障的主要保護元件，對變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內部故障、繞組內部斷線及絕緣劣化和油麵下降等故障均能靈敏動作。當油浸式變壓器的內部發生故障時，由於電弧將使絕緣材料分解並產生大量的氣體，其強烈程度隨故障的嚴重程度不同而不同。氣體保護就是利用反應氣體狀態的氣體繼電器（有稱瓦斯繼電器）來保護變壓器內部故障的。

在氣體保護繼電器內，上部一個密封的浮筒，下部是一塊金屬擋板，兩者都裝有密封的水銀接點。浮筒和擋板可以圍繞各自的軸旋轉。在正常運行時，繼電器內充滿油，浮筒浸在油內，處於上浮位置，水銀接點斷開；當不能則由於本身重量而下垂，其水銀接點也是斷開的。當變壓器內部發生輕微故障時，氣體產生度較緩慢，氣體上升至儲油櫃途中首先積存於氣體繼電器的上部空間，使油麵下降，浮筒隨之下降而使水銀接點閉合，接通延時信號，這就是所謂的“輕氣體”；當變壓器內部發生嚴重故障時，則產生強烈的氣體氣體，油箱內壓力瞬時突增，產生很大的油流向油枕方向衝擊，因油流衝擊擋板，擋板客服彈簧的阻力，帶動磁鐵向幹簧觸點方向移動，使水銀觸點閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的“重氣體”。重氣體動作，立即切斷與變壓器連接的所有電源，從而避免事故擴大，起到保護變壓器的作用。