Kun lämpöpaperi altistetaan yli 70 asteen lämpötiloille, sen lämpöpinnoite alkaa muuttaa väriä. Ymmärtääkseen miksi näin tapahtuu, on tarkasteltava sen kemiallista koostumusta.
Lämpöpinnoite koostuu pääasiassa kahdesta komponentista: värittömästä väriaineesta (tunnetaan myös nimellä leukoväri) ja värinkehittimestä. Tällaista paperia kutsutaan kaksi-komponenttiseksi kemialliseksi lämpötallennuspaperiksi.
Yleisesti käytettyjä värittömiä väriaineita ovat esimerkiksi trifenyylimetaaniftalidijärjestelmän kristalliviolettilaktoni (CVL), fluoraani{0}}pohjaiset väriaineet, bentsoylleuco-metyleenisininen (BLMB) ja spiropyraani-pohjaiset yhdisteet.
Yleisesti käytettyjä dispergointiaineita ovat polyvinyylialkoholi (PVA) -luokat L-3266, GL-05 ja KL-03 (valmistaja Nippon Synthetic Chemical Industry).
Yleisesti käytettyjä lisäaineita pinta- ja pohjapinnoitteissa ovat Gohsefimer Z-200 ja PVA-laadut T-350 ja N-300.
Yleisesti käytettyjä värinkehittimiä ovat aineet, kuten p-hydroksibentsoehappo ja sen esterit (PHBB, PHB), salisyylihappo, 2,4-dihydroksibentsoehappo ja aromaattiset sulfonit.
Kun lämpöpaperia kuumennetaan, värittömän väriaineen ja värikehitteen välillä tapahtuu kemiallinen reaktio, joka tuottaa väriä; Näin ollen, kun paperia käytetään faksilaitteessa signaalien vastaanottamiseen ja tulostamiseen tai lämpötulostimessa, näkyviin tulee kuvia ja tekstiä. Koska saatavilla on erilaisia värittömiä värejä, tulostettava väri voi vaihdella-tuottaen sävyjä, kuten sinisen, magentan tai mustan.