温度高于绝对零度（0Kelvin=- 273.15°C）的每个物体都会发射红外（IR）辐射。人眼无法看到红外辐射，因为红外线波长不在人眼识别范围内。而热像仪与人眼不同。热像仪中心元件探测器对红外辐射敏感。基于红外辐射的强度，热像仪可以确定物体表面的温度，并生成人眼可见的热图像。该过程称为热成像。
为了使红外辐射可见，探测器将其记录下来，将其转换为电信号，用不同颜色表达电信号，然后显示于热像仪显示屏。原则上，热像仪由此将红外线光波转换成人眼可见的光波（颜色）。
顺便一提，与常见的误解相反，人们无法用热像仪观察物体内部，而只能看到表面温度。
