Kada se termalni papir izloži temperaturama iznad 70 stupnjeva, njegov termalni premaz počinje mijenjati boju. Da bismo razumjeli zašto se to događa, moramo pogledati njegov kemijski sastav.
Toplinski premaz prvenstveno se sastoji od dvije komponente: bezbojne boje (poznate i kao leuco boja) i razvijača boje. Ova vrsta papira naziva se dvo-komponentni papir za kemijsko termalno snimanje.
Uobičajeno korištene bezbojne boje uključuju tvari kao što su kristalno ljubičasti lakton (CVL) iz trifenilmetan ftalidnog sustava, boje na bazi fluorana-, benzoil leuko metilensko plavo (BLMB) i spojevi na bazi spiropirana-.
Uobičajeno korištena sredstva za raspršivanje uključuju polivinilni alkohol (PVA) stupnja L-3266, GL-05 i KL-03 (proizveden od Nippon Synthetic Chemical Industry).
Uobičajeno korišteni aditivi za gornje i osnovne premaze uključuju Gohsefimer Z-200 i PVA kvalitete T-350 i N-300.
Često korišteni razvijači boja uključuju tvari kao što su p-hidroksibenzojeva kiselina i njezini esteri (PHBB, PHB), salicilna kiselina, 2,4-dihidroksibenzojeva kiselina i aromatski sulfoni.
Kada se termalni papir zagrijava, dolazi do kemijske reakcije između bezbojne boje i razvijača boje, stvarajući boju; posljedično, kada se papir koristi u faks stroju za primanje i ispis signala ili u termalnom pisaču, pojavljuju se slike i tekst. Budući da su dostupne različite vrste bezbojnih boja, dobivena otisnuta boja može varirati-dajući nijanse poput plave, magenta ili crne.