熱敏印表機的工作原理主要依賴於列印頭上安裝的半導體加熱元件。
這些加熱元件在接觸熱敏列印紙時，能夠通過加熱在紙上產生圖案。具體來說，熱敏紙上覆蓋著一層透明的熱敏材料。這層材料在加熱後，會發生化學反應，從淡色變為深色（通常是黑色或藍色），從而形成文字或圖像。這種化學反應的速度取決於溫度，高溫下反應迅速，而較低的溫度下反應速度較慢。
熱敏印表機通過精確控制加熱元件的溫度和時間，從而在紙上產生清晰、準確的圖案。這種印表機通常使用熱敏紙作為耗材，利用熱轉印技術將圖像印在紙上。與需要墨水或碳帶的印表機相比，熱敏印表機具有較低的使用成本。