Το θερμικό χαρτί εξυπηρετεί διάφορες λειτουργίες: λειτουργεί ως μέσο για τη μετάδοση κειμένου και γραφικών σε μηχανές φαξ (χαρτί φαξ). χρησιμεύει ως υλικό καταγραφής σε ιατρικά συστήματα και συστήματα μέτρησης (όπως πίνακες ΗΚΓ και χαρτί καταγραφής θερμικών οργάνων). χρησιμοποιείται ως χαρτί εκτύπωσης για τερματικά Διαδικτύου. και χρησιμοποιείται σε εμπορικές εφαρμογές για ετικέτες, αποδείξεις POS και παρόμοια-με το χαρτί φαξ να αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μερίδιο χρήσης.
Η αρχή της παραγωγής περιλαμβάνει την επίστρωση μιας τυπικής βάσης χαρτιού με λεπτά σωματίδια-συγκεκριμένα άχρωμες βαφές και φαινολικές ενώσεις ή άλλες όξινες ουσίες-που διαχωρίζονται από ένα λεπτό φιλμ. όταν εκτίθεται σε θερμότητα, το φιλμ λιώνει, επιτρέποντας στις σκόνες να αναμειχθούν και να πυροδοτήσουν μια αντίδραση σχηματισμού χρώματος. Οι εικόνες ή το κείμενο που παράγονται σε θερμικό χαρτί είναι ασταθείς και επιρρεπείς στο ξεθώριασμα, γεγονός που μπορεί να κάνει το περιεχόμενο δύσκολο να διαβάσει.
Τα κοινά λαχεία είναι κατασκευασμένα από θερμικό χαρτί.
Αν και το τυπικό θερμικό χαρτί είναι ακατάλληλο για μακροχρόνια αποθήκευση, το θερμικό χαρτί υψηλής ποιότητας μπορεί πλέον να διατηρηθεί για 30 χρόνια ή και περισσότερο.