การวิ่งผลัดเวลารีเลย์ตั้งเวลาเป็นอุปกรณ์ควบคุมที่ใช้หลักการทางแม่เหล็กไฟฟ้าหรือหลักการทางกลเพื่อควบคุมการหน่วงเวลา มีหลายประเภท เช่น แบบหน่วงด้วยอากาศ แบบไฟฟ้า และแบบอิเล็กทรอนิกส์ รีเลย์ตั้งเวลาสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท คือ แบบหน่วงเวลาเมื่อมีไฟ และแบบหน่วงเวลาเมื่อไม่มีไฟ รีเลย์ตั้งเวลาแบบหน่วงด้วยอากาศมีช่วงหน่วงเวลากว้าง (0.4 ~ 60 วินาที และ 0.4 ~ 180 วินาที) โครงสร้างเรียบง่าย แต่มีความแม่นยำน้อยกว่า
เมื่อขดลวดได้รับพลังงาน แกนหมุนและแผ่นโลหะจะถูกดึงดูดโดยแกนกลางและเคลื่อนลงทันที ทำให้หน้าสัมผัสเปิดหรือปิดแบบทันที แต่ก้านลูกสูบและคันโยกไม่สามารถเคลื่อนลงตามแกนหมุนได้ เนื่องจากปลายด้านบนของก้านลูกสูบเชื่อมต่อกับแผ่นยางในห้องอากาศ เมื่อก้านลูกสูบเริ่มเคลื่อนลงหลังจากสปริงคลายตัว แผ่นยางจะโค้งลง อากาศในห้องอากาศด้านบนจะบางลง และก้านลูกสูบจะถูกหน่วงและค่อยๆ เคลื่อนลง หลังจากช่วงเวลาหนึ่ง ก้านลูกสูบจะเคลื่อนลงมาถึงตำแหน่งหนึ่ง ซึ่งจะดันหน้าสัมผัสหน่วงเวลาผ่านคันโยก ทำให้หน้าสัมผัสแบบไดนามิกปิด หน้าสัมผัสแบบไดนามิกปิดลง ช่วงเวลานี้เรียกว่าเวลาหน่วงของรีเลย์ ความยาวของเวลาหน่วงสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการปรับขนาดของรูทางเข้าห้องอากาศด้วยสกรู หลังจากที่ขดลวดดึงดูดหยุดทำงาน รีเลย์จะฟื้นตัวโดยการทำงานของสปริงคืนตัว อากาศจะถูกระบายออกอย่างรวดเร็วผ่านรูทางออกของอากาศ