Aşırı gerilim-korumalı uzatma kablosunun temel bileşeni, Metal Oksit Varistörler (MOV'ler) ve Gaz Deşarj Tüpleri (GDT'ler) gibi-doğrusal olmayan bileşenleri kullanan Aşırı Gerilim Koruma Cihazıdır (SPD). Devrede geçici bir aşırı gerilim (yıldırım dalgalanması gibi) meydana geldiğinde, bu bileşenler hızlı bir şekilde iletim yaparak aşırı gerilimi güvenli bir aralıkta sınırlandırır veya aşırı akımı toprağa yönlendirir.
Örnek olarak çinko oksit varistörünü ele alırsak: normal çalışma sırasında yüksek empedans sergiler ancak voltaj arıza eşiğine ulaştığında hızla düşük empedansa geçerek bir deşarj yolu oluşturur; anormal durum ortadan kalktıktan sonra yüksek-empedans durumuna geri döner.
Bazı aşırı gerilim-korumalı uzatma kabloları, çok-katmanlı koruma sağlamak üzere termal sigortalar ve seramik gaz deşarj tüplerinin (GDT'lerin) yanı sıra nötr, canlı ve toprak hatlarına- karşılık gelen birden fazla çinko oksit varistörünü-birleştirir. Seramik GDT'ler, düşük-elektrotlar arası kapasitans, yüksek dalgalanma akımı kapasitesi ve mükemmel yalıtım özellikleriyle karakterize edilir.
Bazı ürünler, varistörü termal sigortayla birleştiren ikili-teknoloji yaklaşımını kullanır: varistör voltaj sınırlamayı yönetirken termal sigorta, kapsamlı devre koruması sağlamak için anormal koşullar sırasında otomatik olarak atar.
Tipik üç-kablolu aşırı gerilim koruma yapılandırması, L-N (Canlı-Nötr), L-G (Canlı-Toprak) ve N-G (Nötr-Toprak) koruma modlarını içerir.