Loại máy này hoạt động bằng cách sử dụng nhiệt độ để làm đen nhãn giấy, tạo ra mã vạch. Máy in nhiệt trực tiếp không yêu cầu mực hoặc ruy băng mực, nhưng nhãn in ra có thể mờ theo thời gian hoặc khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Điều này làm cho chúng phù hợp cho các ứng dụng ngắn hạn, như vận chuyển hàng hóa.

Các dòng máy in mã vạch nhiệt trực tiếp nổi bật như: Xprinter XP-350B, Xprinter XP-420B, Xprinter XP-470B….