Les imprimantes thermiques chauffent sélectivement des emplacements spécifiques sur le papier thermique, produisant ainsi un motif correspondant. La chaleur est fournie par un petit radiateur électronique sur la tête d'impression, qui est en contact avec le matériau sensible à la chaleur. Les éléments chauffants sont disposés selon un motif de points ou de bandes, contrôlés par la logique de l'imprimante. Lorsqu'ils sont activés, ils produisent un motif sur le papier thermique correspondant aux éléments chauffés. La même logique qui contrôle les éléments chauffants contrôle également l’alimentation du papier, permettant ainsi d’imprimer le motif sur l’ensemble de l’étiquette ou du papier.
L'imprimante thermique la plus courante utilise une tête d'impression fixe avec une matrice de points chauffée. L'exemple de tête d'impression comporte 320 points, chacun mesurant 0,25 mm x 0,25 mm. Cette matrice de points permet à l'imprimante de placer des points d'impression n'importe où sur le papier thermique. Cette technologie est utilisée aussi bien dans les imprimantes papier que dans les imprimantes d’étiquettes.
La vitesse d'alimentation du papier d'une imprimante thermique est généralement évaluée à 13 mm/s. Cependant, certaines imprimantes peuvent atteindre des vitesses deux fois supérieures lorsqu'elles sont optimisées pour les formats d'étiquettes. Ce type d'imprimante thermique a un processus relativement simple, lui permettant d'être transformé en une imprimante d'étiquettes thermique portable -alimentée par batterie. Bien que les imprimantes thermiques offrent des formats d'impression flexibles, une qualité d'image élevée, une vitesse élevée et un faible coût, les étiquettes de codes-barres qu'elles impriment ne sont pas facilement stockées dans des environnements supérieurs à 60 degrés ou exposées à la lumière ultraviolette (comme la lumière directe du soleil) pendant des périodes prolongées. Par conséquent, les étiquettes thermiques à codes-barres sont généralement limitées à une utilisation en intérieur.
