所有不處于零度的物體，均會發出不同波長的電磁輻射，物體的溫度越高，分子或原子的熱運動越劇烈，則紅外輻射越強。輻射的頻譜分布或波長與物體的性質和溫度有關。

　　衡量物體輻射能力大小的量，稱為輻射系數。黑顏色或表面顏色較深的物體，輻射系數大，輻射較強；亮顏色或表面顏色較淺的物體，輻射系數小，輻射較弱。

　　人眼僅能看到很狹窄的一段波長的電磁輻射，稱為可見光譜。而對于波長在0.4um以下或0.7um以上的輻射，人眼則無能為力了。電磁波譜中紅外區域的波長在0.7um~1mm之間，人眼看不到紅外輻射。

　　現代的熱成像裝置工作在中紅外區域（波長3~5um）或遠紅外區域（波長8~12um）。通過探測物體發出的紅外輻射，熱像儀產生一個實時的圖像，從而提供一種景物的熱圖像。并將不可見的輻射圖像轉變為人眼可見的、清晰的圖像。熱像儀非常靈敏，能探測到小于0.1℃的溫差。

　　工作時，熱像儀利用光學器件將場景中的物體發出的紅外能量聚焦在紅外探測器上，然后來自與每個探測器元件的紅外數據轉換成標準的視頻格式，可以在標準的視頻監視器上顯示出來，或記錄在錄像帶上。

　　由于熱像儀系統探測的是熱而不是光，所以可全天候使用；又因為它完全是被動式的裝置，沒有光輻射或射頻能量，所以不會暴露使用者的位置。