הגנת מעגלים מתייחסת לאסטרטגיות ולרכיבים המשמשים להגנה על מערכות חשמל מפני נזק הנגרם כתוצאה ממצבים חריגים כמו קצר מעגל, זרם-יתר, מתח-יתר או טמפרטורה מופרזת. מעגל מוגן מתוכנן לנתק או לנתב מחדש בבטחה אנרגיה חשמלית מסוכנת לפני שהיא יכולה לפגוע בהתקנים, חיווט או משתמשים. ללא הגנה מתאימה, תקלות עלולות לגרום לכשל של ציוד, סכנות שריפה או אפילו מכות חשמל, במיוחד ביישומים אלקטרוניים רגישים ובקרת מנוע.

שניים מהתקני ההגנה הנפוצים ביותר הם נתיכים ומפסקי זרם. נתיך מכיל חוט מתכת הנמס כשהזרם עולה מעל סף מסוים, גורם לנתק קבוע במעגל כדי למנוע נזק נוסף. נתיכים הם פשוטים וחסכוניים, אך יש להחליפם לאחר שהם נשרפים. מפסקי זרם, לעומת זאת, הם מתגים מכניים המזהים זרם-יתר וגורמים לנתק, מנתקים את אספקת הכוח ללא צורך בהחלפה. הם ניתנים לאיפוס לאחר תיקון התקלה. מנתקי מעגל בתקלת הארקה (GFCIs) הם סוג מיוחד של מפסקים המשמשים להגנה על בני אדם מפני מכת חשמל. הם מנטרים את האיזון בין זרם קו האספקה החם והקו הניטרלי ומנתקים באופן מידי כשמתגלית דליפה לאדמה, שנגרמת לעתים קרובות עקב בידוד פגום או מגע עם מים.

במערכות אלקטרוניות מודרניות, התקני הגנה על מעגלי מצב-מוצק חשובים יותר ויותר. רכיבים כגון וריסטורים, במיוחד וריסטורי תחמוצת מתכת (MOVs), ומדכאי מתח טרנזיינטי (TVS) מתוכננים להתמודד עם קפיצות (spikes) או טרנזיינטים של מתח הנגרמים על ידי עומסים השראתיים, מכות ברק או פריקה אלקטרוסטטית. התקנים אלה יכולים לספוג או לנתב מחדש אנרגיה עודפת, ובכך להגן על מוליכים למחצה עדינים מפני כשל. התקנים אחרים כמו מנתקים תרמיים (נתיכים תרמיים) מנתקים מעגלים כשטמפרטורות העבודה עולות גבוה מדי, בעוד שעוצרי שפופרת פריקת גז (GDT) מגנים מפני נחשולי אנרגיה-גבוהה, במיוחד בקווי תקשורת או חשמל מתח-נמוך.