Основу составляет герметично-закрытый от внешней среды резистор, который собирается из тиритовых или вилитовых дисков. Защитная функция вентильного разрядника проявляется с момента, когда под действием напряжения, превышающего определенный уровень, пробивается искровой промежуток разрядника и резистор оказывается подключенным к сети высокого напряжения. Вследствие падения напряжения на сопротивлении, включенном последовательно искровыми промежутками с разрядником, и поглощения энергии нелинейным резистором, перенапряжение на нем ограничивается.