Keď je termopapier vystavený teplotám nad 70 stupňov, jeho tepelný povlak začne meniť farbu. Aby sme pochopili, prečo sa to deje, musíme sa pozrieť na jeho chemické zloženie.
Tepelný náter pozostáva predovšetkým z dvoch zložiek: bezfarebného farbiva (známeho aj ako leukofarbivo) a farebnej vývojky. Tento typ papiera sa označuje ako dvoj{1}}zložkový chemický tepelný záznamový papier.
Medzi bežne používané bezfarebné farbivá patria látky ako Crystal Violet Lactone (CVL) z trifenylmetánftalidového systému, farbivá na báze fluoránu-, benzoylleuko-metylénová modrá (BLMB) a zlúčeniny na báze spiropyránu-.
Bežne používané dispergačné činidlá zahŕňajú polyvinylalkohol (PVA) triedy L-3266, GL-05 a KL-03 (vyrobené spoločnosťou Nippon Synthetic Chemical Industry).
Bežne používané prísady pre vrchné a základné nátery zahŕňajú Gohsefimer Z-200 a PVA triedy T-350 a N-300.
Medzi bežne používané vývojky farieb patria látky ako kyselina p-hydroxybenzoová a jej estery (PHBB, PHB), kyselina salicylová, kyselina 2,4-dihydroxybenzoová a aromatické sulfóny.
Keď sa termálny papier zahreje, dôjde k chemickej reakcii medzi bezfarebným farbivom a farebnou vývojkou, čím vznikne farba; následne, keď sa papier používa vo faxe na príjem a tlač signálov alebo v tepelnej tlačiarni, objavia sa obrázky a text. Keďže sú k dispozícii rôzne typy bezfarebných farbív, výsledná vytlačená farba sa môže líšiť-a vytvárať odtiene, ako je modrá, purpurová alebo čierna.