U prirodi svi objekti s temperaturom iznad apsolutne nule neprestano emitiraju energiju infracrvenog zračenja u okolni prostor. Veličina energije infracrvenog zračenja objekta i njegova raspodjela duž valne duljine usko su povezani s temperaturom njegove površine. Stoga se mjerenjem infracrvene energije koju zrači sam objekt može točno odrediti temperatura njegove površine; ovo je objektivna osnova za termometriju infracrvenog zračenja.
Infracrveni termometar sastoji se od optičkog sustava, fotodetektora, pojačala signala, obrade signala i izlaza za prikaz. Optički sustav fokusira energiju infracrvenog zračenja mete unutar svog vidnog polja; veličina vidnog polja određena je optičkim komponentama i njihovim položajem. Infracrvena energija se fokusira na fotodetektor i pretvara u odgovarajući električni signal. Ovaj signal se pojačava i obrađuje u krugu za obradu signala, a nakon korekcije prema internom algoritmu instrumenta i ciljnoj emisivnosti, pretvara se u vrijednost temperature cilja koji se mjeri. Osim toga, uvjeti okoliša mete i termometra, kao što su temperatura, atmosfera, zagađenje i smetnje, trebaju se uzeti u obzir, zajedno s odgovarajućim metodama korekcije za ove čimbenike koji utječu na pokazatelje performansi.
