Princip tepelné tiskárny je pokrýt světlo - barevný materiál (obvykle papír) vrstvou průhledného filmu a poté na určitou dobu zahřívat film, aby se z něj stal tmavou barvu (obvykle černou, ale také modrou). Obrázek je generován zahříváním, což způsobuje chemickou reakci ve filmu. Tato chemická reakce se provádí při určité teplotě. Vysoká teplota tuto chemickou reakci urychlí. Když je teplota nižší než 60 stupňů, film trvá dlouhou dobu, dokonce i několik let, aby se ztmavl; A když je teplota 200 stupňů, bude tato odraz dokončena v několika mikrosekundách. Tepelná tiskárna selektivně zahřívá tepelný papír v určité poloze, čímž vytváří odpovídající grafiku. Vytápění je zajištěno malým elektrickým ohřívačem na tiskové hlavě, která je v kontaktu s tepelným materiálem. Ohřívače jsou uspořádány do čtvercových teček nebo proužků a logicky jsou ovládány tiskárnou. Při řízení je na tepelném papíru generována grafika odpovídající topnému prvku. Stejný logický obvod, který řídí topný prvek, také řídí přívod papíru, takže grafika lze vytisknout na celém štítku nebo papíru.
Nejběžnější tepelná tiskárna používá pevnou tiskovou hlavu s vyhřívanou tečkovou matricí. Tisková hlava má 320 čtverečních teček, z nichž každá je 0,25 mm x 0,25 mm. Pomocí této dot matice může tiskárna tisknout tečky na jakékoli poloze na tepelném papíru. Tato technologie byla použita v papírových tiskácích a tiskácích štítků
