Ein Nulldurchgangsschalter schaltet ein, wenn die sinusförmige Wechselspannung ihren Nulldurchgang hat, und schaltet aus, wenn der sinusförmige Wechselstrom seinen Nulldurchgang hat. Halbleiterrelais, welche mit Thyristoren oder Triacs ausgerüstet sind, schalten immer im Nulldurchgang des Stromes aus, weil dann erst der Thyristor sperrt. Das Einschalten kann, je nach der Funktion des Halbleiterrelais, jedoch zu unterschiedlichen Zeitpunkten stattfinden. Wenn das Einschalten im Nulldurchgang der Spannung stattfindet, spricht man vom nulldurchgangsschaltenden Halbleiterrelais.
Im Aktorkreis des Nulldurchgangsschalters befinden sich meist zwei antiparallel geschaltete Thyristoren.
Ein Nulldurchgangsschalter eignet sich für das Schalten von ohmschen Lasten, ohne dass Netzstörungen, z. B. Knackstörungen erzeugt werden. Für das Schalten von induktiven Verbrauchern wie Spulen oder Transformatoren sind Nulldurchgangsschalter, bzw. Nullspannungsschalter, weniger geeignet, weil dabei ein hoher Einschaltstromstoß erzeugt wird. Hierfür sind entweder Scheitelschalter, wenn Transformatoren, die einen Luftspalt im Kern haben, eingeschaltet werden oder Transformatorschaltrelais für alle anderen Transformatoren besser geeignet.
Die meisten Hersteller bezeichnen ihre entsprechenden Halbleiterrelais als Nullspannungsschalter, was die Funktion des Einschaltens bezeichnet. Die Eigenschaft „nulldurchgangsschaltend“ bezeichnet aber auch das oben beschriebene Ausschalten beim Nulldurchgang des Stromes, was aber für die Einschaltcharakteristik von Halbleiterrelais nicht gemeint ist. Es werden außerdem Halbleiterrelais mit scheitelschaltender oder momentanschaltender Einschalt-Charakteristik hergestellt.