方向元件的原理主要用於區分區內還是區外故障，每側的保護會利用通道將保護裝置對故障方向判別的結果傳送到對側，在該過程中傳送的是邏輯信號，以間接比較兩側的電氣量。不同線路保護裝置採用的方向元件原理各不相同，如工頻變化量方向元件和零序方向元件構成的方向縱聯保護；以阻抗方向元件和零序方向元件構成的距離縱聯保護；能量積分方向元件構成的方向縱聯保護。
在縱聯保護中，方向元件或功率元件是其中的關鍵元件，其需要的一些要求如下：正方向元件要確保在本線路全長範圍內發生各種故障都能可靠動作；線路本側的反方向元件比正方向元件更靈敏、動作更快；要求線路本側的反方向元件比對側的正方向元件更靈敏、動作更快。
此外，方向元件還可以用於控制設備的正常運行，達到定向效果的目的。例如電路中的二極體；機械傳動的棘爪、單向離合器、防止拆卸的螺母；流體中的止逆閥門、防止回火閥門、單向閥門、止回閥門、截止閥門、汽車氣門等。