Når det termiske papiret plasseres i et miljø over 70 grader, begynner det termiske belegget å endre farge. Årsaken til misfargingen starter også fra sammensetningen.
Det er to termiske hovedkomponenter i termisk papirbelegg: den ene er leuco-farge eller leuco-farge; den andre er fargefremkaller. Denne typen termisk papir kalles også to-komponent kjemisk type termisk registreringspapir.
Vanligvis brukt som leukofargestoffer er: krystallfiolett lakton (CVL) av tritylftalidsystem, fluoransystem, fargeløst benzoylmetylenblått (BLMB) eller spiropyransystem.
Vanlige dispergeringsmidler er: polyvinylalkohol L-3266, polyvinylalkohol GL-05, polyvinylalkohol KL-03 (produsert av Japan Synthetic Chemical).
Vanlige tilsetningsstoffer for toppstrøk og bunnstrøk er: gohsefimer Z-200, polyvinylalkohol T-350, polyvinylalkohol N-300.
Vanligvis brukt som fargeutviklende midler er: parahydroksybenzosyre og dens estere (PHBB, PHB), salisylsyre, 2,4-dihydroksybenzosyre eller aromatiske sulfoner og andre stoffer.
Når det termiske papiret varmes opp, reagerer leukofargestoffet og fremkalleren kjemisk for å produsere farge, så når det termiske papiret brukes til å motta signaler på en faksmaskin eller skrive ut direkte med en termisk printer, vises grafikk og tekst. Siden det finnes mange varianter av leuco-fargestoffer, er fargen på håndskriften som vises, forskjellig, inkludert blå, lilla, svart og så videre.