热致变色的机理可概括为：

①结构变化，包括晶体结构或晶格常数的改变、有机化合物分子结构的变化、配合物的几何构型改变等；

②热分解，由于分解产生的新的有色物质而使颜色改变；

③反应平衡移动，由两种或两种以上自身没有热致变色性的物质组成的混合体系，受热后由于发生化学反应而显示颜色变化。能引起颜色变化的分子间化学反应有酸碱反应、电荷转移、质子传递和螯合反应等。具有热致变色性的物质称为热致变色材料。这类材料按其物质组成可分为：①热致变色无机材料，如碘化物、配合物、有机金属化合物等，变色温度大多在100℃以上；②热致变色有机材料，如螺吡喃、荧光类衍生物、聚噻吩、液晶类材料等，变色温度较宽（−100～100℃），颜色变化丰富。热致变色材料的最初应用是作为示温材料，将其涂布在一些无法用普通温度计或热电偶测温的特殊场合的物体表面，根据其颜色变化即可指示温度及温度分布。