Το κλειδί για την τεχνολογία θερμικής εκτύπωσης βρίσκεται στο θερμαντικό στοιχείο. Ο πυρήνας του θερμικού εκτυπωτή διαθέτει μια πυκνά συσκευασμένη σειρά από μικροσκοπικά στοιχεία ημιαγωγών, με ανάλυση από 200 έως 600 DPI. Όταν ένα συγκεκριμένο ρεύμα ρέει μέσα από αυτά τα στοιχεία, δημιουργούν γρήγορα υψηλές θερμοκρασίες. Όταν η επίστρωση του θερμικού χαρτιού συναντά αυτά τα στοιχεία, η θερμοκρασία αυξάνεται γρήγορα, πυροδοτώντας μια χημική αντίδραση που παράγει χρώμα.
Μετά τη λήψη των δεδομένων εκτύπωσης, ένας θερμικός εκτυπωτής τα μετατρέπει σε bitmap. Στη συνέχεια, σύμφωνα με τις τελείες στο bitmap, το ρεύμα ελέγχεται να ρέει μέσω των θερμαντικών στοιχείων στον πυρήνα του εκτυπωτή, μετατρέποντας τα δεδομένα εκτύπωσης σε τυπωμένο περιεχόμενο στο χαρτί.