红外热像仪基于红外热成像技术，这项技术依赖于波长在0.78~1000微米的电磁辐射，其中近红外（0.78~2.0微米）和热红外线（2.0~1000微米）有着独特的应用。所有物体，无论温度多低，都在发出热红外线，这种辐射能量与物体表面温度直接相关，使得红外热像仪能进行非接触式的温度测量和分析，广泛应用于工业、能源、环保和军事等领域。
红外热像仪生成的是表面温度分布的图像，而非可见光图像。它能在无光或烟雾弥漫的环境中提供清晰的视像，例如在夜晚或战争中的夜视装备。通过热红外线的“大气窗口”特性，可以穿透大气层，使得红外热成像在军事上具有重要价值，如提供全天候的前视系统。
在实际应用中，红外热像仪被用于电气设备的维护和故障诊断。它能快速检测到接头不良、过热机械部件等隐患，避免短路和火灾。对于难以直接观察的部位，通过热量传导的分析也能发现潜在问题。例如，变压器、电动机和发电机等的接头、冷却系统等都可进行无损检查。
此外，红外热像仪在科研领域也发挥着重要作用，如汽车制造中的模温控制、电子电路测试、引擎研究，以及建筑物隔热、环保检测、动植物生态研究等多个科学领域，为研究提供了精确的温度数据和热分布信息。
红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。