如果热敏纸只是在低温环境下，那么它是不会变色的。只有热敏纸被置于70℃以上环境时，热敏涂层才会开始变色。但是如果热敏纸在潮湿环境下，那么它的热敏涂层就会受潮变质，从而影响它的热敏显色功能，可能会出现打印出来的文字、图案模糊，不清晰。

要问热敏纸变色的原因，还要从它的成份谈起：

热敏纸涂层中的热敏成份主要是两种：一种是无色染料或称隐色染料；另外一种是显色剂。这类热敏纸也被称为双组分化学型热敏记录纸。

常用作无色染料的主要是：三苯甲烷基苯酞体系的结晶紫内酯(CVL)、荧烷体系、无色苯酰亚甲基蓝(BLMB)或螺吡喃体系等物质。

常用的分散剂主要是：聚乙烯醇L-3266、聚乙烯醇GL-05、聚乙烯醇KL-03（日本合成化学产）。

常用的顶涂层和底涂层助剂主要是：gohsefimerZ-200、聚乙烯醇T-350、聚乙烯醇N-300。

常用作显色剂的主要是：对位羟基苯甲酸及其酯类(PHBB、PHB)、水杨酸、2,4-二羟基苯甲酸或芳族砜等物质。

热敏纸遇热后无色染料与显色剂发生化学反应产生颜色，于是使用热敏纸在传真机上接收信号打印或直接用热敏打印机打印时，图文就显示出来了。由于用作无色染料的品种有许多种，所以显现的字迹颜色就有不同，有蓝色、紫红色、黑色等。