Эти защитные термостаты устанавливаются совместно с регулировочными и предназначены для предохранения котла от аварийного перегрева. Они необходимы, если в случае поломки регулировочный термостат не выключит горелку и котелпродолжит разогреваться. Уставка защитного термостата на 10-15 °С больше максимальной рабочей температуры котла. Как правило, защитные термостаты не имеют регулировок, доступных конечному пользователю, и настраиваются в процессе наладки техническими специалистами.

Такие термостаты включаются последовательно с регулировочными в электрическую цепь горелки. Их выключение приводит к остановке котла. Бывают устройства с автоматическим и ручным перезапуском. При срабатывании термостата с ручным перезапуском для его повторного замыкания и включения горелки необходимо вручную нажать кнопку на термостате. Таким образом, потребуется вмешательство пользователя для восстановления работоспособности котла. Термостат с автоматическим перезапуском выключит цепь и сам замкнет ее, но при снижении температуры в котле на 30-40 °С точки срабатывания
.