Όταν το θερμικό χαρτί τοποθετηθεί σε περιβάλλον πάνω από 70 μοίρες, η θερμική επίστρωση αρχίζει να αλλάζει χρώμα. Ο λόγος για τον αποχρωματισμό του ξεκινά και από τη σύνθεσή του.
Υπάρχουν δύο κύρια θερμικά συστατικά στη θερμική επίστρωση χαρτιού: το ένα είναι λευκοχρωστική ή λευκοχρωστική. ο άλλος είναι προγραμματιστής χρώματος. Αυτός ο τύπος θερμικού χαρτιού ονομάζεται επίσης χαρτί θερμικής καταγραφής δύο συστατικών χημικού τύπου.
Ως λευκοχρωστικές που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι: κρυσταλλική ιώδης λακτόνη (CVL) συστήματος τριτυλοφθαλιδίου, σύστημα φθορίου, άχρωμο μπλε βενζοϋλομεθυλενίου (BLMB) ή σύστημα σπειροπυράνης.
Τα ευρέως χρησιμοποιούμενα μέσα διασποράς είναι: πολυβινυλική αλκοόλη L-3266, πολυβινυλική αλκοόλη GL-05, πολυβινυλική αλκοόλη KL-03 (παράγεται από την Japan Synthetic Chemical).
Τα πρόσθετα που χρησιμοποιούνται συνήθως για το επάνω παλτό και το κάτω στρώμα είναι: gohsefimer Z-200, πολυβινυλική αλκοόλη T-350, πολυβινυλική αλκοόλη N-300.
Συνήθως χρησιμοποιούνται ως παράγοντες ανάπτυξης χρώματος: το παρα-υδροξυβενζοϊκό οξύ και οι εστέρες του (PHBB, PHB), το σαλικυλικό οξύ, το 2,4-διυδροξυβενζοϊκό οξύ ή οι αρωματικές σουλφόνες και άλλες ουσίες.
Όταν το θερμικό χαρτί θερμαίνεται, η λευκοχρωστική και ο προγραμματιστής αντιδρούν χημικά για να παράγουν χρώμα, οπότε όταν το θερμικό χαρτί χρησιμοποιείται για τη λήψη σημάτων σε μια συσκευή φαξ ή την απευθείας εκτύπωση με θερμικό εκτυπωτή, εμφανίζονται τα γραφικά και το κείμενο. Δεδομένου ότι υπάρχουν πολλές ποικιλίες λευκοχρωστικών, το χρώμα του χειρογράφου που εμφανίζεται είναι διαφορετικό, όπως μπλε, μοβ, μαύρο και ούτω καθεξής.