اصل یک چاپگر حرارتی این است که یک ماده رنگی - (معمولاً کاغذ) را با یک لایه از فیلم شفاف بپوشانید و سپس فیلم را برای یک دوره زمانی گرم کنید تا آن را به یک رنگ تیره تبدیل کند (معمولاً سیاه ، اما همچنین آبی). تصویر با گرمایش تولید می شود و باعث واکنش شیمیایی در فیلم می شود. این واکنش شیمیایی در دمای معینی انجام می شود. درجه حرارت بالا این واکنش شیمیایی را تسریع می کند. هنگامی که درجه حرارت پایین تر از 60 درجه باشد ، فیلم ، حتی چند سال طول می کشد تا تاریک شود. و هنگامی که درجه حرارت 200 درجه باشد ، این بازتاب در چند میکرو ثانیه تکمیل می شود. چاپگر حرارتی به طور انتخابی کاغذ حرارتی را در یک موقعیت خاص گرم می کند و از این طریق گرافیک مربوطه را تولید می کند. گرمایش توسط یک بخاری برقی کوچک روی سر چاپی که در تماس با مواد حرارتی است تهیه می شود. بخاری ها در نقاط مربع یا نوارها چیده شده و از نظر منطقی توسط چاپگر کنترل می شوند. هنگامی که رانده می شود ، گرافیکی مطابق با عنصر گرمایش بر روی کاغذ حرارتی تولید می شود. همان مدار منطقی که عنصر گرمایش را کنترل می کند ، فید کاغذ را نیز کنترل می کند ، به طوری که گرافیک ها را می توان روی کل برچسب یا کاغذ چاپ کرد.
رایج ترین چاپگر حرارتی از یک سر چاپ ثابت با ماتریس نقطه گرم استفاده می کند. سر چاپ دارای 320 نقطه مربع است که هر یک از آنها 0.25 میلی متر × 0.25 میلی متر است. با استفاده از این ماتریس نقطه ، چاپگر می تواند نقاط را روی هر موقعیتی روی کاغذ حرارتی چاپ کند. این فناوری در چاپگرهای کاغذی و چاپگرهای برچسب استفاده شده است