Miezul unui varistor este format dintr-un material semiconductor, de obicei oxid de metal, care este presat între doi electrozi. La tensiuni normale de funcționare, varistorul se comportă ca un izolator cu rezistență ridicată. Cu toate acestea, atunci când tensiunea depășește o valoare critică, proprietatea unică a materialului semiconductor face ca rezistența varistorului să scadă brusc. Această scădere bruscă a rezistenței permite varistorului să conducă un flux mare de curent și, astfel, să disipeze în siguranță tensiunea în exces. După ce supratensiunea s-a diminuat, varistorul revine la starea inițială de rezistență ridicată.