Принцип термичког штампача је да прекријете лампицу - обојени материјал (обично папир) са слојем прозирног филма, а затим загрејте филм током одређеног времена да га претворите у тамну боју (обично црну, али и плаву боју). Слика се генерише гријањем, узрокујући хемијску реакцију у филму. Ова хемијска реакција се врши на одређеној температури. Висока температура ће убрзати ову хемијску реакцију. Када је температура нижа од 60 степени, филм траје дуго, чак и неколико година да постане мрачан; А када је температура 200 степени, овај одраз ће бити завршен у неколико микросекунди. Термички штампач селективно загрева топлотни папир на одређеном положају, чиме се производи одговарајуће графике. Грејање је обезбеђено малим електричним грејањем на глави за штампање која је у контакту са топлотним материјалом. Грејачи су распоређени у квадратним тачкицама или тракотинама и логично их контролише штампач. Када се вози, графички који одговара грејном елементу генерише се на термичком папира. Исти логички круг који контролише грејни елемент такође контролише феед папира, тако да се графика може одштампати на целој налепници или папиру.
Најчешћи термички штампач користи фиксну главу за штампање са грејан дот матрицом. Глава за штампање има 320 квадратних тачака, од којих је свака 0,25 мм × 0,25 мм. Користећи ову дот матрицу, штампач може да штампа тачке на било којем положају на термичком папира. Ова технологија се користи у папирним штампачима и штампачима налепница
