溫度高于0 K（即273℃）的所有物體都會在電磁光譜的紅外區域發射電磁輻射。紅外輻射（波長在0.75-1000 lm范圍內）位于微波和電磁波譜的可見部分之間。這個廣闊的范圍可以進一步細分為近紅外NIR（0.76-1.5 lm），中紅外MIR（1.5-5.6 lm）和遠紅外FIR（5.6-1000 lm）。1800年，威廉·赫歇爾爵士（Sir William Herschel）發現了紅外輻射，并由他的兒子約翰·赫歇爾（John Herschel）完成了第一幅紅外熱圖像的記錄，這為溫度測量增加了新的意義。在民用領域采用紅外熱成像花費了將近兩個世紀的時間，主要是因為無法獲得優質的設備和技術知識。

在紅外熱成像中，人體發出的紅外輻射通過紅外探測器以非接觸方式進行探測，并使用Stefan–Boltzmann定律獲得人體的溫度。紅外探測器是紅外熱成像系統的核心。有幾種類型的檢測器可用，它們可以分為兩大類，即熱（如高溫計，輻射熱計等）和半導體（如光電導，光電探測器）。紅外探測器通常放置在保護罩內部，該保護罩由光學裝置（透鏡，鏡子等），探測器元件，冷卻系統和相關的電子設備組成。因此，它們也稱為紅外熱像儀。在過去的幾十年中，紅外熱成像儀經歷了幾次修改。第一代相機由一個元素檢測器和兩個（一個水平和一個垂直）掃描鏡組成。在更高級的第二代相機中，使用了兩個類似的掃描鏡以及陣列檢測器（大型線性陣列或小型二維陣列）。現代的第三代相機沒有反光鏡，并具有大型的二維陣列檢測器（通常稱為焦平面陣列：FPA）。在這些現代相機中還實現了一些片上圖像增強技術（如延時集成），從而提高了系統的分辨率和靈敏度。舊技術系統具有較低的空間分辨率，較高的噪聲水平，較小的動態范圍，有限的數據存儲功能，并且沒有板載圖像處理功能。

圖為紅外熱成像實驗裝置

紅外熱成像的主要優點之一是，它是需要最少的儀器。這種應用的基本要求是紅外熱像儀，三腳架或攝像機支架以及用于顯示獲取的紅外熱圖像的視頻輸出單元。圖中顯示了典型的紅外熱成像實驗裝置的示意圖，其中顯示了紅外熱像儀，顯示單元和機械組件（壓縮機電動機）的典型紅外圖像及其原始照片。如今，還提供了幾種帶有內置顯示屏的手持式攝像機。這些相機的優點是重量輕且便于攜帶。固態技術領域的進步為開發具有更高分辨率和精度的新型非制冷紅外探測器鋪平了道路。目前，未冷卻相機的熱敏度約為0.05℃，而冷卻相機的熱敏度為0.01℃。