Chìa khóa của công nghệ in nhiệt nằm ở bộ phận làm nóng. Lõi của máy in nhiệt có một dãy dày đặc các phần tử bán dẫn cực nhỏ, có độ phân giải từ 200 đến 600 dpi. Khi một dòng điện nhất định chạy qua các phần tử này, chúng sẽ nhanh chóng tạo ra nhiệt độ cao. Khi lớp phủ của giấy in nhiệt gặp những nguyên tố này, nhiệt độ sẽ tăng lên nhanh chóng, gây ra phản ứng hóa học tạo ra màu sắc.
Sau khi nhận được dữ liệu in, máy in nhiệt sẽ chuyển đổi nó thành bitmap. Sau đó, theo các dấu chấm trên bitmap, dòng điện được điều khiển chạy qua các bộ phận làm nóng trên lõi máy in, chuyển đổi dữ liệu in thành nội dung in trên giấy.