两种常见方法都是基于液晶和无色染料。 液晶用于精密应用，因为它们的响应可以设计成精确的温度，但其颜色范围受其操作原理的限制。 无色染料可以使用更广泛的颜色，但其响应温度更难准确设定。
一些液晶能够在不同的温度下显示不同的颜色。 这种变化取决于材料的晶体结构对某些波长的选择性反射，因为它通过各向异性手性或扭曲向列相在低温晶相之间转变成高温各向同性液相。 只有向列相才具有热致变色性质; 这限制了材料的有效温度范围。
扭曲向列相具有定向分层定向变化的分子，这给它们周期性的间隔。 穿过晶体的光在这些层上经历布拉格衍射，并且具有最大相长干涉的波长被反射回来，这被认为是光谱颜色。 晶体温度的变化可能导致层之间的间距变化，并因此导致反射波长。 因此，根据温度的不同，热致变色液晶的颜色可以从非反射（黑色）到光谱颜色连续变为黑色。 通常，高温状态将反映蓝紫色，而低温状态将反映红橙色。由于蓝色的波长比红色的波长短，这表明通过加热通过液晶状态来减小层间距离。
一些这样的材料是胆甾醇壬酸酯或氰基联苯。
具有3-5℃温度范围和约17-23℃至约37-40℃范围的混合物可由不同比例的胆甾醇油烯基碳酸酯，胆甾醇壬酸酯和胆甾醇苯甲酸酯组成。 例如，65:25:10的质量比率产生17-23°C的范围，并且30:60:10产生37-40°C的范围。
染料和油墨中使用的液晶通常以悬浮液的形式微囊化。
液晶用于需要准确定义颜色变化的应用。 他们可以在房间，冰箱，水族箱和医疗用途的温度计中以及坦克中的丙烷含量指标中找到应用。 热敏液晶的流行应用是情绪环。
液晶难以使用，并且需要专门的印刷设备。 材料本身通常比替代技术更昂贵。 高温，紫外线辐射，一些化学物质和/或溶剂会对其使用寿命产生负面影响。
无色染料
热致变色染料是基于无色染料与其他合适化学品的混合物，根据温度显示颜色变化（通常在无色无色形式和有色形式之间）。 染料很少直接应用于材料上; 它们通常以微胶囊的形式将混合物密封在内部。 一个说明性的例子是Hypercolor时尚，其中将具有结晶紫内酯，弱酸和溶解在十二烷醇中的可分解盐的微胶囊施加到织物上; 当溶剂是固体时，染料以其内酯无色形式存在，而当溶剂熔化时，盐离解，微胶囊内部的pH降低，染料质子化，其内酯环打开，因此其吸收光谱剧烈变化，因此它变得深深的紫罗兰色。 在这种情况下，表观热致变色实际上是卤色变。
最常用的染料是螺内酯，荧烷，螺吡喃和俘精酸酐。 这些酸包括双酚A，对羟基苯甲酸酯，1,2,3-三唑衍生物和4-羟基香豆素，并作为质子供体，使染料分子在其无色形式和其质子化的有色形式之间变化;强酸会使这种变化不可逆转。
无色染料比液晶具有更低的准确温度响应。 它们适用于近似温度的一般指标（“太酷”，“太热”，“约”）或各种新奇物品。 它们通常与其它颜料结合使用，在基础颜料的颜色和颜料的颜色之间产生颜色变化，并与非无色形式的无色染料的颜色结合。 有机无色染料适用于温度范围在-5°C（23°F）至60°C（140°F）之间的各种颜色。 颜色变化通常发生在3°C（5.4°F）的时间间隔内。
无色染料用于温度响应精度不重要的应用中：例如新奇物品，沐浴玩具，飞碟和用于微波加热食品的近似温度指示器。 微胶囊化使其可用于各种材料和产品。 微胶囊的大小通常在3-5微米之间（比普通颜料颗粒大10倍），这需要对印刷和制造工艺进行一些调整。
无色染料的应用在金霸王电池状态指示器中。 将一层无色染料施加在电阻条上以指示其加热，从而测量电池能够供应的电流量。 该带是三角形的，沿其长度改变其电阻，因此随着电流流过它而加热成比例的长段。 无色染料的阈值温度以上的段的长度然后变成有色。
暴露于紫外线，溶剂和高温下会降低无色染料的使用寿命。 高于约200-230°C（392-446°F）的温度通常对无色染料造成不可逆的损害; 在制造过程中允许将某些类型的时间受限制暴露于约250°C（482°F）。
热致变色涂料使用液晶或无色染料技术。 在吸收一定量的光或热之后，颜料的晶体或分子结构可逆地改变，使得它在不同的波长下吸收和发射比在较低温度下的光。 热致变色涂料经常被看作是咖啡杯上的涂层，其中一旦将热咖啡倒入杯子中，热变色涂料吸收热量并变成有色或透明的，因此改变杯子的外观。
文件
热变色纸用于热敏打印机。 一个例子是用荧烷染料与十八烷基膦酸的固体混合物浸渍的纸。 该混合物在固相下稳定; 然而，当十八烷基膦酸熔融时，染料在液相中发生化学反应，呈现质子化的有色形式。如果冷却过程足够快，那么当矩阵再次凝固时，这个状态就会保存下来。 由于无色形式在较低温度和固态下更稳定，热致变色纸上的记录多年来逐渐淡出; 这可能会导致与会计记录，热敏打印机收据和税务审计相结合的有趣效果。
聚合物
热致变色可出现在热塑性塑料，硬塑料，凝胶或任何类型的涂料中。 聚合物本身，嵌入式热致变色添加剂或由聚合物与掺入的非热致变色添加剂相互作用而形成的高度有序结构可以是热致变色效应的起源。 此外，从物理角度来看，热致变色效应的起源可能是多种多样的。 所以它可能来自光反射，吸收和/或散射特性随温度的变化。 热变色聚合物在自适应太阳能保护中的应用引起了极大的兴趣。 设计策略的功能，例如应用于无毒热致变色聚合物的开发已经成为过去十年的焦点。
油墨
热致变色油墨或染料是在20世纪70年代开发的温度敏感化合物，其在暴露于热时暂时改变颜色。 它们有两种形式，液晶和无色染料。 无色染料更容易使用，并且允许更大范围的应用。 这些应用包括：平面温度计，电池测试仪，衣服以及枫糖浆瓶上的指示剂，当糖浆温热时会变色。 温度计通常用于水族箱的外部，或通过前额获得体温。 Coors Light现在在其罐头上使用热变色墨水，从白色变为蓝色，表明罐头很冷。
无机材料
几乎所有的无机化合物在某种程度上都是热致变色的。 然而，大多数例子只涉及颜色的细微变化。 例如，二氧化钛和氧化锌在室温下是白色的，但是当加热时变为黄色。 同样氧化铟（III）是黄色的，当加热时变暗为黄褐色。 铅（II）氧化物在加热时表现出类似的颜色变化。 颜色的变化与这些材料的电子属性（能级，种群）的变化有关。
在发生相变或在可见光区附近呈现电荷转移带的材料中发现了更显着的热致变色的例子。 例子包括
亚铜碘化汞（Cu 2 HgI 4 ）在67°C时发生相变，在低温下从亮红色固体物质可逆地变为高温下的深棕色固体，并具有中等红紫色状态。 颜色很浓，似乎是由Cu（I）-Hg（II）电荷转移复合物引起的。
银碘化汞（Ag 2 HgI 4 ）在低温下呈黄色，在47-51℃以上呈橙色，中间呈黄橙色状态。 Ag（I）-Hg（II）电荷转移复合物引起颜色变深并且似乎是由Ag（I）-Hg（II）电荷转移复合物引起的。
汞（II）碘化物是一种晶体物质，在126℃经历从红色α相到浅黄色β相的可逆相变。
双（二甲基铵）四氯化酮是一种覆盆子红化合物，在约110℃时变成蓝色。 冷却后，化合物变成淡黄色亚稳相，超过2-3周后变回原来的红色。 许多其他四氯化酮也是热致变色的。
双（二乙基铵）四氯铜酸盐是一种鲜绿色的固体物质，在52-53℃时颜色可逆地变为黄色。 颜色变化是由于氢键的松弛以及铜 – 氯配合物从平面到变形四面体的几何结构的变化以及铜原子的d轨道排列的适当改变而引起的。 没有稳定的中间体，晶体不是绿色就是黄色。
氧化铬（III）：1：9比例的氧化铝（III）在室温下为红色，400℃时为灰色，这是由于其晶体场的变化。
二氧化钒已被研究用作“光谱选择性”窗涂层以阻挡红外线透射并减少建筑物内部窗户通过窗户的热量损失。 这种材料在较低的温度下表现得像半导体，允许更多的透射率，并且像更高温度下的导体一样提供更高的反射率。 透明半导体和反射导电相之间的相变发生在68℃; 用1.9％的钨掺杂材料降低了转变温度至29°C。
其他热致变色固体半导体材料包括
- Cd x Zn 1-x S y Se 1-y （x = 0.5-1，y = 0.5-1），
- Zn x Cd y Hg 1-x-y O a S b Se c Te 1-a-b-c （x = 0-0.5，y = 0.5-1，a = 0-0.5，b = 0.5-1，c = 0-0.5），
- Hg x Cd y Zn 1-x-y S b Se 1-b （x = 0-1，y = 0-1，b = 0.5-1）。
一些矿物质也是热致变色的; 例如一些红色的紫色铬绿色加热到80°C时会变绿。