熱敏電阻器的主要特性參數有電阻－溫度特性、電壓-電流特性和熱時間常數。
① 電阻-溫度特性：特性曲線如圖所示。金屬熱敏電阻器的電阻-溫度關系可表示為
Rt=R0(1+αt) (1)
式中Rt為溫度t攝氏度時的電阻值,R0為溫度0攝氏度時的電阻值，α 為工作溫度區間的平均溫度系數。普通負溫度系數熱敏電阻器的電阻溫度關系可表示為
RT=AeB/T (2)
式中 RT為溫度T(K)時的電阻值，A為與熱敏電阻器材料和結構有關的系數,B為材料的特性常數。根據溫度系數的定義，（見右圖）。
於是，α和B的關系是 （見左圖）
臨界熱敏電阻器以及鈦酸鋇系正溫度系數熱敏電阻器的電阻溫度關系不易用數學式表達，壹般用特性曲線或某溫度下的電阻溫度系數值來表示。
② 電壓-電流特性：在規定溫度和靜止空氣中,熱敏電阻器達到熱平衡時兩端的電壓與其中流過的穩態電流之間的關系，通常呈非線性。
③ 熱時間常數：當環境溫度從溫度T1突變到溫度T2，熱敏電阻體的溫度變化到等於(T2-T1)的63.2%時所需的時間。