מדפסות תרמיות מחממות באופן סלקטיבי מיקומים ספציפיים על נייר תרמי, ובכך מייצרים דפוס תואם. החום מסופק על ידי חימום אלקטרוני קטן על ראש ההדפסה, שנמצא במגע עם החום - חומר רגיש. התנורים מסודרים בתבנית של נקודות או רצועות, הנשלטות על ידי ההיגיון של המדפסת. כאשר הם מופעלים, הם מייצרים דפוס על הנייר התרמי המתאים לאלמנטים המחוממים. אותו היגיון השולט באלמנטים המחוממים שולט גם על הזנת הנייר, ומאפשר להדפיס את התבנית על כל התווית או הנייר.
המדפסת התרמית הנפוצה ביותר משתמשת בתוכת דפוס קבועה עם מטריצת נקודה מחוממת. ראש הדוגמה של הדוגמה יש 320 נקודות, שכל אחת מהן נמדדת 0.25 מ"מ x 0.25 מ"מ. מטריצת נקודה זו מאפשרת למדפסת להניח נקודות הדפסה בכל מקום על הנייר התרמי. טכנולוגיה זו משמשת במדפסות נייר וגם במדפסות תוויות.
מהירות הזנת הנייר של מדפסת תרמית בדרך כלל מדורגת על 13 מ"מ/שניות. עם זאת, מדפסות מסוימות יכולות להשיג מהירויות פעמיים מזה כאשר הן מותאמות לפורמטים של תווית. מסוג זה של מדפסת תרמית יש תהליך פשוט יחסית, המאפשר לייצר אותה למדפסת תווית תרמית ניידת, סוללה -. בעוד שמדפסות תרמיות מציעות פורמטים של הדפסה גמישה, איכות תמונה גבוהה, מהירות גבוהה ועלות נמוכה, תוויות הברקוד שהם מדפיסים אינן מאוחסנות בקלות בסביבות מעל 60 מעלות או נחשפות לאור אולטרה סגול (כמו אור שמש ישיר) לתקופות ממושכות. לפיכך, תוויות ברקוד תרמיות מוגבלות בדרך כלל לשימוש מקורה.
