热敏打印机是一种基于热敏纸来打印的设备。工作原理是打印头上安装有半导体加热元件，打印头加热并接触热敏打印纸后就可以打印出需要的图案，其原理与热敏式传真机类似。图像是通过加热，在膜中产生化学反应而生成的。这种热敏打印机化学反应是在一定的温度下进行的。高温会加速这种化学反应。当温度低于60℃时，纸需要经过相当长，甚至长达几年的时间才能变成深色；而当温度为200℃时，这种反应会在几微秒内完成。

热敏打印机的原理是，在淡色材料上（通常是纸）覆上一层透明膜，将膜加热一段时间后变成深色（一般是黑色，也有蓝色）。图象是通过加热，在膜中产生化学反应而生成的。这种化学反应是在一定的温度下进行的。高温会加速这种化学反应。当温度低于60℃时，膜需要经过相当长，甚至长达几年的时间才能变成深色；而当温度为200℃时，这种反映会在几微秒内完成。热敏打印机有选择地在热敏纸的确定位置上加热，由此就产生了相应的图形。加热是由与热敏材料相接触的打印头上的一个小电子加热器提供的。加热器排成方点或条的形式由打印机进行逻辑控制，当被驱动时，就在热敏纸上产生一个与加热元素相应的图形。控制加热元素的同一逻辑电路，同时也控制着进纸，因而能在整个标签或纸张上印出图形。

最普遍的热敏打印机使用一种带加热点阵的固定打印头，打印头设有320个方点,每一点为0.25mm×0.25mm。利用这种点阵，打印机可把打印点在热敏纸的任意位置上。这种技术已用于纸张打印机和标签打印机上。

热敏纸是一种特殊的涂布加工纸，其外观与普通白纸相似。热敏纸表层光滑，是由普通纸张作为纸基，上面涂布一层热敏发色层，都涂在普通纸张表面的一面，发色层是由胶粘剂、显色剂、无色染料（或称隐色染料）组成，没有通过微胶囊予以隔开，化学反应处于“潜伏”状态。当热敏纸遇到发热的打印头时，打印头所打印之处的显色剂与无色染料即发生化学反应而变色，形成图文。

热敏纸被置于70℃以上环境时，热敏涂层开始变色。其变色的原因还要从它的成份谈起。热敏纸涂层中的热敏成份主要是两种：一种是无色染料或称隐色染料；另外一种是显色剂。这类热敏纸也被称为双组分化学型热敏记录纸。

常用作无色染料的主要是：三苯甲烷基苯酞体系的结晶紫内酯(CVL)、荧烷体系、无色苯酰亚甲基蓝(BLMB)或螺吡喃体系等物质。常用作显色剂的主要是：对位羟基苯甲酸及其酯类(PHBB、PHB)、水杨酸、2,4-二羟基苯甲酸或芳族砜等物质。

热敏纸遇热后无色染料与显色剂发生化学反应产生颜色，于是使用热敏纸在传真机上接收信号打印或直接用热敏打印机打印时，图文就显示出来了。由于用作无色染料的品种有许多种，所以显现的字迹颜色就有不同，有蓝色、紫红色、黑色等。

热敏打印技术最早使用在传真机上，其基本原理是将打印机接收的数据转换成点阵的信号控制热敏单元的加热，把热敏纸上热敏涂层加热显影。热敏打印机已在POS终端系统、银行系统、医疗仪器等领域得到广泛应用。热敏打印机只能使用专用的热敏纸，热敏纸上涂有一层遇热就会产生化学反应而变色的涂层，类似于感光胶片，不过这层涂层是遇热后会变色，利用热敏涂层的这种特性，出现了热敏打印技术。

热敏打印技术的关键在于加热元件，热敏打印机芯上有一排微小的半导体元件，这些元件排得很密，从200DPI到600DPI不等，这些元件在通过一定电流时，会很快产生高温，当热敏纸的涂层遇到这些元件时，在极短时间内温度就会升高，热敏纸上的涂层就会发生化学反应，显现色彩。

热敏打印机接收到打印数据后，将打印数据转换为位图数据，然后按照位图数据的点控制打印机芯上的发热元件通过电流，这样就把打印数据变成打印纸上的打印内容了。

相对于针式打印机，热敏打印具有速度快、噪音低，打印清晰，使用方便的优点。但热敏打印机不能直接打印双联，打印出来的单据不能永久保存，如果用最好的热敏纸，避光良好的状态下，能保存十年。而针式打印可以打印双联，而且如果用好的色带的话，打印单据可以保存很久，但针式打印机打印速度慢，噪音大，打印字迹粗糙，需要经常更换色带。如果用户需要打印发票，建议使用针式打印，其他打印其他单据时，建议使用热敏打印。

热敏打印机根据其热敏元件的排列方式可分为行式热敏（Thermal Line Dot System）和列式热敏（Thermal Serial Dot System）。列式热敏属于早期产品，主要应用在一些对打印速度要求不高的场合，国内已有作者在其产品中使用。行式热敏属20世纪90年代技术，其打印速度比列式热敏快得多，最快速度已达到230mm/秒。要实现高速热敏打印，除了选取高速热敏打印头外，还必须有相应的控制板与之配合。