Doğada, sıcaklığı mutlak sıfırın üzerinde olan tüm nesneler, çevredeki alana sürekli olarak kızılötesi radyasyon enerjisi yayar. Bir nesnenin kızılötesi radyasyon enerjisinin büyüklüğü ve dalga boyu boyunca dağılımı, yüzey sıcaklığıyla yakından ilişkilidir. Bu nedenle, bir nesnenin kendisinden yayılan kızılötesi enerji ölçülerek yüzey sıcaklığı doğru bir şekilde belirlenebilir; kızılötesi radyasyon termometresinin nesnel temeli budur.
Kızılötesi termometre, bir optik sistem, bir fotodetektör, bir sinyal yükseltici, sinyal işleme ve ekran çıkışından oluşur. Optik sistem, hedefin kızılötesi radyasyon enerjisini kendi görüş alanı içinde odaklar; görüş alanının boyutu optik bileşenler ve bunların konumları tarafından belirlenir. Kızılötesi enerji fotodetektöre odaklanır ve ilgili elektrik sinyaline dönüştürülür. Bu sinyal, sinyal işleme devresi tarafından güçlendirilir ve işlenir ve cihazın dahili algoritmasına ve hedef emisyonuna göre düzeltildikten sonra, ölçülen hedefin sıcaklık değerine dönüştürülür. Ayrıca hedefin ve termometrenin sıcaklık, atmosfer, kirlilik ve girişim gibi çevresel koşulları ve performans göstergelerini etkileyen bu faktörlere karşılık gelen düzeltme yöntemleri de dikkate alınmalıdır.
