หลักการทำงานของเครื่องพิมพ์ความร้อนคือองค์ประกอบความร้อนเซมิคอนดักเตอร์ถูกติดตั้งบนหัวพิมพ์ หลังจากที่หัวพิมพ์ร้อนและสัมผัสกับกระดาษพิมพ์ความร้อนสามารถพิมพ์รูปแบบที่ต้องการได้ หลักการคล้ายกับเครื่องแฟกซ์ความร้อน ภาพถูกสร้างขึ้นโดยการให้ความร้อนทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีในฟิล์ม ปฏิกิริยาเคมีของเครื่องพิมพ์ความร้อนนี้ดำเนินการที่อุณหภูมิที่แน่นอน อุณหภูมิสูงจะเร่งปฏิกิริยาเคมีนี้ เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 60 องศามันใช้เวลานานแม้กระทั่งหลายปีเพื่อให้กระดาษมืด และเมื่ออุณหภูมิคือ 200 องศาปฏิกิริยานี้จะเสร็จสิ้นในไม่กี่ไมโครวินาที
