溫度高于0 K（即273℃）的所有物體都會在電磁光譜的紅外區(qū)域發(fā)射電磁輻射。紅外輻射（波長在0.75-1000 lm范圍內(nèi)）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(jìn)一步細(xì)分為近紅外NIR（0.76-1.5 lm），中紅外MIR（1.5-5.6 lm）和遠(yuǎn)紅外FIR（5.6-1000 lm）。1800年，威廉·赫歇爾爵士（Sir William Herschel）發(fā)現(xiàn)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(lǐng)域采用紅外熱成像花費了將近兩個世紀(jì)的時間，主要是因為無法獲得優(yōu)質(zhì)的設(shè)備和技術(shù)知識。

在紅外熱成像中，人體發(fā)出的紅外輻射通過紅外探測器以非接觸方式進(jìn)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(tǒng)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(dǎo)體（如光電導(dǎo)，光電探測器）。紅外探測器通常放置在保護(hù)罩內(nèi)部，該保護(hù)罩由光學(xué)裝置（透鏡，鏡子等），探測器元件，冷卻系統(tǒng)和相關(guān)的電子設(shè)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(jīng)歷了幾次修改。第一代相機(jī)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(jī)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(xiàn)代的第三代相機(jī)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(xiàn)代相機(jī)中還實現(xiàn)了一些片上圖像增強(qiáng)技術(shù)（如延時集成），從而提高了系統(tǒng)的分辨率和靈敏度。舊技術(shù)系統(tǒng)具有較低的空間分辨率，較高的噪聲水平，較小的動態(tài)范圍，有限的數(shù)據(jù)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(yōu)點之一是，它是需要最少的儀器。這種應(yīng)用的基本要求是紅外熱像儀，三腳架或攝像機(jī)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(jī)械組件（壓縮機(jī)電動機(jī)）的典型紅外圖像及其原始照片。如今，還提供了幾種帶有內(nèi)置顯示屏的手持式攝像機(jī)。這些相機(jī)的優(yōu)點是重量輕且便于攜帶。固態(tài)技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步為開發(fā)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(jī)的熱敏度約為0.05℃，而冷卻相機(jī)的熱敏度為0.01℃。