Lorsque le papier thermique est placé dans un environnement au-dessus de 70 degrés, le revêtement thermique commence à changer de couleur. La raison de sa décoloration part également de sa composition.
Il existe deux principaux composants thermiques dans le revêtement de papier thermique : l'un est le colorant leuco ou le colorant leuco ; l'autre est révélateur de couleur. Ce type de papier thermique est également appelé papier d'enregistrement thermique de type chimique à deux composants.
Les colorants leuco couramment utilisés sont: la lactone cristal violet (CVL) du système trityl phtalide, le système fluorane, le bleu benzoylméthylène incolore (BLMB) ou le système spiropyrane.
Les dispersants couramment utilisés sont : l'alcool polyvinylique L-3266, l'alcool polyvinylique GL-05, l'alcool polyvinylique KL-03 (produit par Japan Synthetic Chemical).
Les additifs de couche de finition et de couche de fond couramment utilisés sont : le gohsefimer Z-200, l'alcool polyvinylique T-350, l'alcool polyvinylique N-300.
Les agents révélateurs de couleur couramment utilisés sont : l'acide para-hydroxybenzoïque et ses esters (PHBB, PHB), l'acide salicylique, l'acide 2,4-dihydroxybenzoïque ou les sulfones aromatiques et d'autres substances.
Lorsque le papier thermique est chauffé, le colorant leuco et le révélateur réagissent chimiquement pour produire de la couleur. Ainsi, lorsque le papier thermique est utilisé pour recevoir des signaux sur un télécopieur ou imprimer directement avec une imprimante thermique, les graphiques et le texte sont affichés. Comme il existe de nombreuses variétés de colorants leuco, la couleur de l'écriture manuscrite affichée est différente, notamment le bleu, le violet, le noir, etc.