Het principe van een thermische printer is om een lichtgekleurd materiaal (meestal papier) te bedekken met een laag transparante film, en vervolgens de film voor een periode van tijd te verwarmen om er een donkere kleur van te maken (meestal zwart, maar ook blauw). Het beeld wordt gegenereerd door verwarming, waardoor een chemische reactie in de film wordt veroorzaakt. Deze chemische reactie wordt bij een bepaalde temperatuur uitgevoerd. Hoge temperatuur zal deze chemische reactie versnellen. Wanneer de temperatuur lager is dan 60 graden, duurt de film lang, zelfs enkele jaren, om donker te worden; En wanneer de temperatuur 200 graden is, wordt deze reflectie in enkele microseconden voltooid. De thermische printer verwarmt selectief het thermische papier op een bepaalde positie, waardoor overeenkomstige afbeeldingen worden geproduceerd. Verwarming wordt geleverd door een kleine elektrische kachel op de afdrukkop die in contact staat met het thermische materiaal. De kachels zijn gerangschikt in vierkante stippen of strips en worden logisch bestuurd door de printer. Wanneer aangedreven wordt een afbeelding die overeenkomt met het verwarmingselement gegenereerd op het thermische papier. Hetzelfde logische circuit dat het verwarmingselement regelt, regelt ook de papierfeed, zodat afbeeldingen op het hele label of papier kunnen worden afgedrukt.
De meest voorkomende thermische printer maakt gebruik van een vaste printkop met een verwarmde puntmatrix. De printkop heeft 320 vierkante stippen, die elk 0,25 mm x 0,25 mm zijn. Met deze puntmatrix kan de printer stippen afdrukken op elke positie op het thermische papier. Deze technologie is gebruikt in papieren printers en labelprinters
