Принцип теплового принтера состоит в том, чтобы покрыть свет - цветной материал (обычно бумага) слоем прозрачной пленки, а затем нагреть пленку в течение определенного периода времени, чтобы превратить его в темный цвет (обычно черный, но также синий). Изображение генерируется нагревом, вызывая химическую реакцию в пленке. Эта химическая реакция осуществляется при определенной температуре. Высокая температура ускорит эту химическую реакцию. Когда температура ниже 60 градусов, пленка занимает много времени даже на несколько лет, чтобы стать темным; И когда температура составляет 200 градусов, это отражение будет завершено за несколько микросекунд. Тепловой принтер избирательно нагревает тепловую бумагу в определенном положении, создавая тем самым соответствующую графику. Нагревание обеспечивается небольшим электрическим нагревателем на головке печати, которая находится в контакте с тепловым материалом. Нагреватели расположены в квадратных точках или полосках и логически управляются принтером. При управлении графикой, соответствующей нагревательному элементу, генерируется на тепловой бумаге. Та же самая логическая схема, которая управляет нагревательным элементом, также управляет подачей бумаги, так что графика может быть напечатана на всей метке или бумаге.
Наиболее распространенный тепловой принтер использует фиксированную печатную головку с нагретой точечной матрицей. Печатная головка имеет 320 квадратных точек, каждая из которых составляет 0,25 мм × 0,25 мм. Используя эту точечную матрицу, принтер может печатать точки в любом положении на тепловой бумаге. Эта технология использовалась в бумажных принтерах и принтерах этикетки