Lämpötulostimen periaatteena on peittää valo - värillinen materiaali (yleensä paperi) läpinäkyvän kalvon kerroksella ja lämmittää sitten kalvoa ajanjakson ajan muuttaaksesi siitä tummanväriksi (yleensä musta, mutta myös sininen). Kuva syntyy kuumentamalla, aiheuttaen kalvossa kemiallisen reaktion. Tämä kemiallinen reaktio suoritetaan tietyssä lämpötilassa. Korkea lämpötila nopeuttaa tätä kemiallista reaktiota. Kun lämpötila on alle 60 astetta, elokuva vie kauan, jopa useita vuosia, pimeäksi; Ja kun lämpötila on 200 astetta, tämä heijastus saadaan päätökseen muutamassa mikrosekunnassa. Lämpötulostin lämmittää selektiivisesti lämpöpaperia tietyssä asennossa, tuottaen siten vastaavat grafiikat. Lämmitys saadaan pieni sähkölämmitin tulostuspäässä, joka on kosketuksessa lämpömateriaalin kanssa. Lämmittimet on järjestetty neliöpisteisiin tai nauhoihin ja tulostin hallitsee loogisesti. Ajattaessa lämmityselementtiä vastaava grafiikka syntyy lämpöpaperille. Sama logiikkapiiri, joka ohjaa lämmityselementtiä, ohjaa myös paperinsyötettä, jotta grafiikka voidaan tulostaa koko etikettiin tai paperille.
Yleisin lämpötulostin käyttää kiinteää tulostuspäätä lämmitetyllä pistematriisilla. Tulostuspäässä on 320 neliöpistettä, joista kukin on 0,25 mm × 0,25 mm. Tätä pistematriisia käyttämällä tulostin voi tulostaa pisteitä missä tahansa lämpöpaperin asennossa. Tätä tekniikkaa on käytetty paperitulostimissa ja etikettitulostimissa
