Termal kağıt 70 derecenin üzerindeki sıcaklıklara maruz kaldığında termal kaplaması renk değiştirmeye başlar. Bunun neden olduğunu anlamak için kimyasal bileşimine bakmak gerekir.
Termal kaplama öncelikle iki bileşenden oluşur: renksiz bir boya (aynı zamanda löko boyası olarak da bilinir) ve bir renk geliştirici. Bu tür kağıtlara iki-bileşenli kimyasal termal kayıt kağıdı denir.
Yaygın olarak kullanılan renksiz boyalar arasında trifenilmetan ftalid sisteminden Kristal Mor Lakton (CVL) gibi maddeler, fluoran-bazlı boyalar, Benzoil Löko Metilen Mavisi (BLMB) ve spiropiran-bazlı bileşikler yer alır.
Yaygın olarak kullanılan dağıtıcı maddeler arasında Polivinil Alkol (PVA) sınıfları L-3266, GL-05 ve KL-03 (Nippon Synthetic Chemical Industry tarafından üretilmiştir) bulunur.
Üst ve taban kaplamalar için yaygın olarak kullanılan katkı maddeleri arasında Gohsefimer Z-200 ve PVA kaliteleri T-350 ve N-300 bulunur.
Yaygın olarak kullanılan renk geliştiriciler arasında p-hidroksibenzoik asit ve bunun esterleri (PHBB, PHB), salisilik asit, 2,4-dihidroksibenzoik asit ve aromatik sülfonlar gibi maddeler bulunur.
Termal kağıt ısıtıldığında renksiz boya ile renk geliştirici arasında renk üreten kimyasal bir reaksiyon meydana gelir; sonuç olarak kağıt, sinyalleri almak ve yazdırmak için bir faks makinesinde veya bir termal yazıcıda kullanıldığında, görüntüler ve metinler ortaya çıkar. Çeşitli renksiz boya türleri mevcut olduğundan, sonuçta elde edilen yazdırılan renk, mavi, macenta veya siyah gibi tonlar oluşturacak şekilde-değişebilir.