物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变，红外热像仪就是针对8~14微米这个波段进行检测，计算并显示物体的表面温度分布。

由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差，因此红外热成像检测是以测量物体表面的红外线辐射能量为主，热像仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外热图。

利用热像仪，人们可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点，红外热成像技术为军事领域提供了先进的夜视装备并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候观测系统。分辨率和观测距离是红外热像仪夜视的最为重要的指标，也是决定红外热像仪成本的关键。