化學上有一類化合物稱為無色顏料(leuco dyes)，這種顏料有兩種型式，一種無色，一種有色。這兩種型式會因熱、光、酸鹼、氧化還原而互相轉換（不同化合物變色原因可能不同）。
感熱紙的一面塗了無色顏料及許多小囊胞(capsule)，小囊胞內藏有酸性的顯色劑(developer)。當感熱紙遇熱時，小囊胞會熔化破裂，使無色顏料與顯色劑反應而變黑。所以局部加熱就可以使傳真紙、收銀機收據上浮現文字及圖案。
無色顏料若塗上醋，不必受熱，直接因酸而變成黑色；因熱而變黑的無色顏料，若塗上氫氧化鈉水溶液，因酸性被中和，所以恢復無色。所以感熱紙其實感酸而非感熱！
如果我們拿堅硬的固體在感熱紙上用力書寫，也可壓破小囊胞，使酸流出與無色顏料反應，令感熱紙浮現文字及圖案。
接著我們在小燒杯中注入酒精，把被熱風吹成黑色的感熱紙浸入酒精中，再提出來，浸到酒精的部分會變白。紙晾乾後，再用熱風吹，不再變黑，塗醋也不變黑，因為無色顏料全被洗掉了。泡過感熱紙的酒精原本為無色，加入2-3滴醋，酒精變墨綠色(圖9)。墨綠色酒精，加上少量氫氧化鈉水溶液，顏色又消失了，若加入過多的鹼性水溶液時，會變混濁(圖10)，顯示無色顏料與小囊胞的成分可溶入酒精，但對水的溶解度不大，應該都是有機物。