暖貼是利用鐵氧化反應放熱來發熱。實際上也就是根據鐵在潮濕空氣中發生吸氧腐蝕的原理。同時利用活性炭的強吸附性，在活性炭的疏松結構中儲有水蒸氣，水蒸氣液化成水滴，流出與空氣和鐵粉接觸，在氯化鈉的催化作用下較為迅速的發生反應生成氫氧化鐵，放出熱量。
暖貼的反應原理為利用原電池加快氧化反應速度，将化學能轉變為熱能。為了使溫度能夠持續更長，使用了礦物材料蛭石來保溫。因為在使用前不能發生反應所以袋子材質要很特别，由原料層，明膠層和無紡布袋組成。
無紡布袋是采用微孔透氣膜制作的，它還得有一個常規不透氣的外袋。在使用時，去掉外袋，讓内袋（無紡布袋）暴露在空氣裡，空氣中的氧氣通過透氣膜進入裡面。放熱的時間和溫度就是通過透氣膜的透氧速率進行控制的。
如果透氧太快，熱量一下子就放掉了，而且還有可能燙傷皮膚。如果透氧太慢，就沒有什麼溫度了。使用後為黑褐色固體，其中含碳粉、NaCl固體、Fe2O3固體以及含鎂鋁的鹽類。
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