紅外熱成像設(shè)備探測紅外光譜成像，而普通攝像機利用可見光譜（0.4～0.76μm）和近紅外光譜（0.76～1μm）。紅外熱成像有長波熱像儀和短波熱像儀之分，長波熱像儀工作于8～14μm（這也是目前商用熱像儀使用最多的波段），短波熱像儀工作于3～5μm。使用這兩個波段是因為其屬于大氣窗口具有穩(wěn)定的大氣透射率，在大氣層中較少被反射、吸收和散射，進行紅外測量效果較好。
紅外熱成像設(shè)備的設(shè)備結(jié)構(gòu)與常規(guī)可見光攝像機類似，主要是由鏡頭、擋片、熱紅外探測器、處理電路、顯示單元構(gòu)成。關(guān)鍵技術(shù)是熱紅外探測器、信號處理技術(shù)、圖成處理算法、測溫算法與校正技術(shù)、熱成像鏡頭。熱像儀使用的鏡頭特性與材質(zhì)不同于普通可見光鏡頭，專用鏡頭只能通過紅外光線通常采用鍺鏡頭材質(zhì)并做鍍膜處理，所以成本比較高。
紅外鍺鏡頭同樣有標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、廣角鏡頭、長焦鏡頭之分，中高檔的熱像儀鏡頭像單反相機一樣是可更換的，以適合不同的應(yīng)用需要，低端的熱像儀鏡頭則是固定的。低端熱像儀一般搭配定焦鏡頭也被稱為免調(diào)焦鏡頭，中檔熱像儀一般搭配手動鏡頭，高端熱像儀會搭配自動對焦鏡頭。具有焦距可調(diào)的鏡頭可以使得目標(biāo)區(qū)域成像更為清晰銳利?，F(xiàn)在智能手機的后置主攝像頭和數(shù)碼相機都具有自動對焦功能。
熱像儀鏡頭與探測器之間通常有一塊活動擋片，這是一些熱像儀所特有的部件和結(jié)構(gòu)，作用是用于內(nèi)部校準(zhǔn)。也就是因為存在該活動擋片機械裝置所以熱像儀在工作時會發(fā)出擋片開合的輕微咔嗒聲噪音?，F(xiàn)在新技術(shù)電路的熱像儀已可以省略擋片部件，使得熱像儀在工作時完全安靜也避免了檔片機械機構(gòu)的故障。
熱像儀的熱紅外探測器作用是將紅外輻射轉(zhuǎn)換為電信號，是熱像儀關(guān)鍵技術(shù)所在。早期的紅外探測器以光伏探測器為基礎(chǔ)基于光子探測技術(shù)，優(yōu)點是成像質(zhì)量優(yōu)秀熱靈敏度高，缺點是需要專門的制冷器確保期間熱噪聲低于成像信號，由此產(chǎn)品很難小型化、低功耗且成本高昂。光子探測技術(shù)的熱紅外探測器稱為制冷型熱紅外探測器?，F(xiàn)在主流商用熱像儀大多采用非制冷型熱紅外探測器，以微測輻射熱計為基礎(chǔ)，雖然成像質(zhì)量和熱靈敏度比光子探測略差一些但不需要低溫制冷器體積也小，產(chǎn)品容易小型化、低功耗且成本相對較低。而且現(xiàn)代不斷改進的圖成算法與校準(zhǔn)技術(shù)使得非制冷型熱紅外探測器成像效果大為提升，彌補了產(chǎn)品自身的一些不足之處。
目前主流非制冷型熱紅外探測器有氧化釩和非晶硅兩種技術(shù)，美國以FLIR公司為代表主推氧化釩技術(shù)，法國以ULIS公司為代表主推非晶硅技術(shù)。從技術(shù)上講氧化釩熱紅外探測器在成像質(zhì)量方面有一定優(yōu)勢，不過非晶硅熱紅外探測器近年來在技術(shù)上也有很大的進步。
