Les deux technologies utilisent une tête d'impression qui, sous l'effet de la chaleur, forme une image sur le papier.
La principale différence réside dans le fait que l'impression thermique directe repose sur une réaction chimique des composants du papier, qui réagissent avec la chaleur de la tête en produisant l'image.
Dans le cas de l'impression par transfert thermique, l'encre se trouve sur un ruban en polyester (ribbon) qui entre en contact avec le papier. L'encre est à base de cire ou de résine en fonction de la durabilité souhaitée de l'impression. Sous l'effet de la chaleur, l'encre fond et, à son contact avec le papier froid, l'image est transférée.
Etant donné que l'impression thermique directe ne requiert pas d'encre, toner ou ruban transmetteur (ribbon), ces imprimantes sont plus économiques et faciles à manipuler que celles à transfert thermique, jet d'encre, laser ou matricielle.