Konstrukcja grzałki musi być zaprojektowana tak, aby działać poprawnie w żądanym zakresie temperatur, oraz zazwyczaj musi być odpowiednio odizolowana elektrycznie od otoczenia i ogrzewanego ośrodka. Najczęściej spotykane konstrukcje:
Grzałki są jednymi z najbardziej sprawnych urządzeń elektrycznych – niemal 100% pobieranej energii elektrycznej jest zamienianej na energię termiczną. Ponadto są elementami nie wprowadzającymi do sieci zasilającej zakłóceń z powodu braku elementów pojemnościowych lub indukcyjnych.
Grzałki posiadają charakterystykę rezystancyjną, co oznacza, że moc wydzielona na grzałce[1] jest opisana następująco:
Zwiększenie napięcia przyłożonego do grzałki powoduje więc wzrost wydzielonej mocy do kwadratu.
Jednym z głównych problemów grzałek cieczy jest współczynnik przewodnictwa ciepła na granicy grzałka-ośrodek. Osadzanie się zanieczyszczeń na powierzchni grzałki powoduje zmniejszenie tego współczynnika, co z kolei skutkuje pogorszeniem oddawania ciepła, a tym samym zwiększeniem temperatury grzałki. Wyższa temperatura pracy powoduje natomiast szybszą degradację właściwości izolacji elektrycznej (tzw. starzenie) wewnątrz grzałki, co prowadzi do jej zniszczenia.
