紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，溫度在絕對零 下都會產生自身的分子和原子無規則的運動，并不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能量愈小。紅外線的波長在0.76~100μm之間，按波長的范圍可分為近紅外、中紅外、遠紅外、極遠紅外四類，它在電磁波連續頻譜中的位置是處于無線電波與可見光之間的區域。
紅外熱像儀是利用紅外探測器、光學成像物鏡，接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元上。由探測器將紅外輻射能轉換成電信號，成像裝置的輸出信號就可以完全一一對應地模擬掃描物體表面溫度的空間分布，經放大處理、轉換或標準視頻信號傳至顯示屏上，得到與物體表面熱分布相應的熱像圖。紅外焦平面陣列是指放在光學系統上的一塊芯片，在這塊如同郵票大小的芯片上，不僅集成了成千上萬個紅外探測器，而且與各探測器相匹配的信號放大與處理電路也集成在一起，形成一個整體，使能夠像眼睛一樣攝取目標的完整圖像，而且縮小了體積，降低了功耗。不僅如此，由于CCD成像器件具有更高的靈敏度和熱分辨率，使探測距離和識別能力也有明顯提高。世界上只有少數的國家（美、法、英等）掌握了陣列焦平面制造技術。
這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應；實質上是被測目標物體各部分紅外輻射的熱像分布圖。運用這一方法，便能實現對目標進行遠距離熱狀態圖像成像和測溫并進行分析判斷。由于信號非常弱，與可見光圖像相比，缺少層次和立體感，因此，在實際動作過程中為更有效地判斷被測目標的紅外熱分布場，常采用一些輔助措施來增加儀器的實用功能，如圖像亮度、對比度的控制，實標校正，偽色彩描繪等高線和直方進行數學運算等。
