熱致變色是物質隨溫度變化而改變顏色的特性。 情緒環是這種現象的一個很好的例子，但熱致變色也有更實際的用途，例如嬰兒奶瓶在冷卻到可以飲用時會變成不同的顏色，或者當水達到或接近沸點時會改變顏色的水壺。 熱致變色是色差的幾種類型之一。

兩種常見的方法是基于液晶和無色染料。 液晶用于精密應用，因為它們的響應可以設計為精確的溫度，但它們的顏色范圍受其工作原理的限制。 隱色染料允許使用更廣泛的顏色，但它們的響應溫度更難以準確設置。

一些液晶能夠在不同的溫度下顯示不同的顏色。 這種變化取決于材料晶體結構對某些波長的選擇性反射，因為它在低溫晶相之間通過各向異性手性或扭曲向列相轉變為高溫各向同性液相。 只有向列中間相具有熱致變色特性； 這限制了材料的有效溫度范圍。

扭曲的向列相使分子定向成層，方向有規律地變化，這使它們具有周期性的間距。 穿過晶體的光在這些層上發生布拉格衍射，具有xxx相長干涉的波長被反射回來，這被視為光譜顏色。 晶體溫度的變化會導致層間間距的變化，從而導致反射波長的變化。 因此，熱致變色液晶的顏色可以連續變化，從非反射（黑色）到光譜顏色再到黑色，具體取決于溫度。 通常，高溫狀態會反射藍紫色，而低溫狀態會反射紅橙色。 由于藍色的波長比紅色短，這表明層間距的距離通過液晶狀態的加熱而減小。

一些這樣的材料是膽固醇壬酸酯或氰基聯苯。

具有 3–5 °C 溫度跨度和約 17–23 °C 至約 37–40 °C 范圍的混合物可以由不同比例的膽固醇油基碳酸酯、膽固醇壬酸酯和膽固醇苯甲酸酯組成。 例如，65:25:10 的質量比產生 17–23°C 的范圍，30:60:10 的質量比產生 37–40°C 的范圍。

用于染料和墨水的液晶通常以懸浮液的形式被微囊化。

液晶用于必須準確定義顏色變化的應用。 它們可用于房間、冰箱、水族館和醫療用途的溫度計，以及罐中丙烷液位的指示器。 熱致變色液晶的一個流行應用是心情戒指。

液晶很難加工，需要專門的印刷設備。 材料本身通常也比替代技術更昂貴。 高溫、紫外線輻射、某些化學品和/或溶劑對其使用壽命有負面影響。

熱致變色染料基于隱色染料與其他合適化學物質的混合物，顯示出取決于溫度的顏色變化（通常在無色隱色形式和有色形式之間）。 染料很少直接涂在材料上； 它們通常以微膠囊的形式存在，混合物密封在里面。 一個說明性的例子是 Hypercolor 時尚，其中將含有結晶紫內酯、弱酸和溶解在十二烷醇中的可離解鹽的微膠囊應用于織物； 當溶劑為固體時，染料以內酯隱色形式存在，而當溶劑熔化時，鹽解離，微膠囊內的pH值降低，染料質子化，內酯環打開，吸收光譜發生劇烈偏移，因此 它變成深紫色。 在這種情況下，明顯的熱致變色實際上是光致變色。

最常用的染料是螺內酯、熒烷、螺吡喃和螢酸染料。 這些酸包括雙酚 A、對羥基苯甲酸酯、1,2,3-三唑衍生物和 4-羥基香豆素，并作為質子供體，在隱色形式和質子化有色形式之間改變染料分子； 更強的酸會使這種變化不可逆轉。

無色染料的溫度響應不如液晶準確。 它們適用于大致溫度的一般指示器（太冷、太熱、大約 OK）或各種新奇物品。 它們通常與一些其他顏料結合使用，在基礎顏料的顏色和顏料與隱色染料的非隱色形式的顏色結合的顏色之間產生顏色變化。