如果熱敏紙隻是在低溫環境下，那麽它是不會變色的。隻有熱敏紙被置於70℃以上環境時，熱敏塗層才會開始變色。但是如果熱敏紙在潮濕環境下，那麽它的熱敏塗層就會受潮變質，從而影響它的熱敏顯色功能，可能會出現打印出來的文字、圖案模糊，不清晰。

要問熱敏紙變色的原因，還要從它的成份談起：

熱敏紙塗層中的熱敏成份主要是兩種：一種是無色染料或稱隱色染料；另外一種是顯色劑。這類熱敏紙也被稱為雙組分化學型熱敏記錄紙。

常用作無色染料的主要是：三苯甲烷基苯酞體係的結晶紫內酯(CVL)、熒烷體係、無色苯酰亞甲基藍(BLMB)或螺吡喃體係等物質。

常用的分散劑主要是：聚乙烯醇L-3266、聚乙烯醇GL-05、聚乙烯醇KL-03（日本合成化學產）。

常用的頂塗層和底塗層助劑主要是：gohsefimerZ-200、聚乙烯醇T-350、聚乙烯醇N-300。

常用作顯色劑的主要是：對位羥基苯甲酸及其酯類(PHBB、PHB)、水楊酸、2,4-二羥基苯甲酸或芳族碸等物質。

熱敏紙遇熱後無色染料與顯色劑發生化學反應產生顏色，於是使用熱敏紙在傳真機上接收信號打印或直接用熱敏打印機打印時，圖文就顯示出來了。由於用作無色染料的品種有許多種，所以顯現的字跡顏色就有不同，有藍色、紫紅色、黑色等。