金屬氧化物避雷器是第三代避雷裝置，是世界公認的當代最先進防雷電器，在我國為20世紀80年代引進日本生產設備和生產技術的新產品。其結構為將若干片ZnO閥片壓緊密封在避雷器瓷套內。ZnO閥片具有非常優異的非線性特性，在較高電壓下電阻很小很小，可以泄放大量雷電流殘壓很低，在電網運行電壓下電阻很大很大，泄漏電流只有50～150μA，電流忒小可視為無工頻續流，這就是可以作成無間隙金屬氧化物避雷器的原因，它對雷電陡波和雷電幅值同樣有限壓作用，防雷保護功能完全是其突出優點。無間隙金屬氧化物避雷器，在運行實踐表明，它有損壞爆炸率高，使用壽命短等缺點，究其原因，暫態過電壓承受能力差是其致命弱點。而開發研制的帶串聯間隙金屬氧化物避雷器仍有無間隙氧化鋅避雷器的保護性能優點，同時有暫態過電壓承受能力強的特點，是一種理想地揚長避短產品，結合國情在3～35kV系統串聯間隙金屬氧化物避雷器是被廣泛推廣應用的防雷電器。
碳化硅避雷器和金屬氧化物避雷器主要有兩方面不同：保護水平和能量吸收能力。保護水平用避雷器兩端出現的最高電壓來定義，對于碳化硅避雷器就是其放電電壓，即火花放電。此時的電壓降是由流過的放電電流所產生的，電流越大，電壓越高，能量越大。此時，串聯的Sic閥片會呈現高阻抗，當工頻電壓下次過零時，放電間隙就能切斷續流。尺寸設計優良的碳化硅避雷器的殘壓和放電電壓差不多相等，因兩者都與沖擊波形有關，實踐表明，由于制造有誤差，將會存在散射區，尤其是碳化硅避雷器。這一散射區已明顯高于工作電壓，操作電壓很難引起火花放電，也是這類避雷器的優點。但此電壓雖然不高，可是有數毫秒之長，這時放電間隙的電侵蝕會使避雷器放電電壓的準確性變壞。氧化鋅避雷器通常用在電網的相電壓稍低于U C的情況下，金屬氧化物避雷器端子上的電壓超過U ref時，避雷器立即開始導通其電阻降得越低，其端電壓的上升越小。和碳化硅避雷器相比，其殘壓的上升是相當平緩，并隨電流而變化的。
如果想比較碳化硅避雷器和金屬氧化物避雷器的殘壓，那么必須在同一電流的基礎上比較，在10kA沖擊電流下的比較。當WG24型避雷器和MWB型金屬氧化物避雷器同時流過10kA沖擊電流時，金屬氧化物避雷器殘壓的明顯改進是其最為陡峭的過電壓波形，30μs后才是所謂操作過電壓下的殘壓波形,而這種陡波僅在雷電沖擊時出現。然而，這是很危險的，因為配電變壓器對陡波很敏感。而且避雷器和變壓器的距離也很重要，即所謂的“分離效果”。避雷器殘壓低意味著可以增加保護距離。
電網中的操作過電壓是一種典型的非常危險的電壓振蕩，如在截流時，最高可至三至五倍的相電壓，有時甚至更高，振蕩頻率由電網參數決定,在數千赫茲范圍內。當幾百安培的電流通過時，金屬氧化物避雷器會限制振幅在較低操作電壓保護水平內。電網中的感性貯存能量也會通過避雷器流入大地。另一種危險的過電壓形式是，在操作大容量電容器組，電纜網絡，等產生的，這種現象應予注意。在操作電容器組時，有缺陷的操作裝置，負荷開關，或者高壓熔斷器都可能引起重擊穿或電弧重燃。當電容器出現過電壓時，是通過避雷器卸流的。因此，這就要求該避雷器必須在操作過電壓下有較低的殘壓并伴有大吸收能量。這就是以往只有使用火花間隙避雷器，并且是唯一的代價高昂的解決辦法。而金屬氧化物避雷器能量吸收力要比同規格的碳化硅避雷器高三到五倍。
因為金屬氧化物避雷器有較低的殘壓，所以會比碳化硅避雷器釋放過電壓次數更多些。同時性能也不會變壞。事實上，碳化硅避雷器不能抵御長時間的操作過電壓對火花間隙的侵蝕而金屬氧化物避雷器只要不過載，那么它的性能是穩定的。調查表明：數千次過電壓后，金屬氧化物避雷器的特性仍沒有任何變化。
金屬氧化物避雷器也能在交流電壓下短時過載，暫時工頻過電壓（TOV）產生的放電電流不會損壞避雷器，是金屬氧化物避雷器短時過載能力強的特點。
新型氧化鋅避雷器的設計是很簡單的。主要部件是圓柱形的金屬氧化物電阻。ABB公司還設計了棒式，即所謂“單塊體”等不同規格的品種。圓柱直徑由避雷器能量吸收能力及額定放電電流決定。10kA，47mm的圓形閥片是最為常用的。當然，對于5kA放電電流，也可以使用更小的閥片，圓柱高度決定了持續運行電壓，一般每千伏要求10mm高度。電阻塊的圓柱形側面有玻璃狀的鈍化層，用火焰將鋁噴燒在上、下端的導電面，把電阻塊一個一個地疊起來就可以滿足更高電壓的要求了。
金屬氧化物電阻由堅硬的螺簧固定，螺簧同時還提供了電阻與端子的緊密接觸壓力。上下兩端巨型帽狀物是鑄鋁的，是避雷器的壓力釋放裝置。
