热像仪采集物体发出的红外光能量，将采集到的数据通过数字或模拟信号输出，最终生成图像。图像细节由温差决定。可以检测可见光的相机不能用于检测红外热辐射，反之亦然。
热像仪由一系列独立的检测单元阵列组成。由于红外波的波长比可见光长，相应地，每个红外检测单元必须大于可见光检测单元。因此，相同传感器尺寸的热像仪分辨率低于可见光相机。
热像仪最初是为监视和军事行动形多种多样，从手持无人机到无人驾驶无人机，再到送入太空的科学仪器。
而开发的，现在广泛用于各种工业应用，例如：建筑检查、消防、自动驾驶汽车、自动紧急制动系统、工业检查、科学研究等。这些相机的外
使用热像仪开发产品或系统的工程师需要清楚地了解关键设计规范，包括：场景动态范围、视野、分辨率、灵敏度和光谱范围。不同的相机擅长不同的任务，因此工程师需要了解不同类型相机模组之间的权衡策略及其对产品性能的影响。
热敏度也称为仪器的噪声等效温差，是重要指标之一，定义了相机可以检测到的最小温差。更好的热灵敏度通常以分辨率为代价。
热像仪的噪声等效温差将直接影响图像的清晰度和清晰度。该值越低，检测器越灵敏。集成商和开发人员正在寻找能够提供在 30 摄氏度的行业标准条件下测量的噪声等效温差的供应商。
在热对比度低的场景以及在雾、多云和雨等具有挑战性的环境条件下工作时，提高灵敏度尤为重要。成本较低的热像仪通常意味着在低对比度场景中的图像质量较差、检测范围较小且态势感知能力有限。
带有冷却至低温的成像传感器的红外相机与未冷却的探测器相比具有明显的优势，因为它们能够将噪声降低到成像场景以下的水平。
但是，更高的灵敏度会带来更高的成本。制冷型热像仪通常更大、更重且消耗更多功率。它们的购买成本要高得多，并且会受到机械磨损，从而导致故障和缩短产品寿命。这是因为低温冷却器的运动部件具有极其严格的机械公差，会随着时间的推移而降低，并且它们使用的氦气会通过密封件缓慢泄漏。
但是，非制冷热传感器的最新改进已将灵敏度提高到 20 mK 以上，与传统系统相比有了巨大改进，使其成为许多新应用的可行选择。但需要注意的是，非制冷红外摄像机不能简单地取代制冷摄像机。产品开发人员和系统集成商需要考虑有关成像速度、空间分辨率、光谱过滤等的额外要求。
