Тепловой пробой в твёрдых диэлектриках возникает из-за нарушения теплового равновесия между процессами тепловыделения и теплоотдачи в диэлектрике. 4

Процесс происходит так: вследствие неоднородности состава отдельные части объёма диэлектрика обладают повышенной проводимостью и представляют собой тонкие каналы, проходящие через всю толщину диэлектрика. 5 Из-за повышенной плотности тока в одном из таких каналов выделяется значительное количество тепла. 5

Это влечёт за собой ещё большее нарастание тока из-за резкого уменьшения сопротивления этого участка в диэлектрике. 5 Процесс нарастания тепла продолжается до тех пор, пока не произойдёт тепловое разрушение материала (расплавление, науглероживание) по всей его толщине. 5

Тепловой пробой также может возникать при повышенной проводимости твёрдых диэлектриков и больших диэлектрических потерях, при подогреве диэлектрика посторонними источниками тепла или при плохом теплоотводе. 5