热升华（Thermal Dye Sublimation）打印机的工作原理是将四种颜色（青色、品红色、黄色和黑色，简称CMYK）的固体颜料（称为色卷）设置在一个转鼓上，这个转鼓上面安装有数以万计的半导体加热元件，当这些加热元件的温度升高到一定程度时，就可以将固体颜料直接转化为气态（固态不经过液化就变成气态的过程称为升华，因此这种打印机被称为热升华打印机），然后将气体喷射到打印介质上。每个半导体加热元件都可以调节出256种温度，从而能够调节色彩的比例和浓淡程度，实现连续色调的真彩照片效果。在几类热转换打印机中，热升华打印机的输出效果最好，但是它的缺点是打印速度相当慢，对打印介质要求高，从而直接导致打印成本的提高。