紅外熱成像設備探測紅外光譜成像，而普通攝像機利用可見(jiàn)光譜（0.4～0.76μm）和近紅外光譜（0.76～1μm）。紅外熱成像有長(cháng)波熱像儀和短波熱像儀之分，長(cháng)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(gè)波段是因為其屬于大氣窗口具有穩定的大氣透射率，在大氣層中較少被反射、吸收和散射，進(jìn)行紅外測量效果較好。
紅外熱成像設備的設備結構與常規可見(jiàn)光攝像機類(lèi)似，主要是由鏡頭、擋片、熱紅外探測器、處理電路、顯示單元構成。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(jiàn)光鏡頭，專(zhuān)用鏡頭只能通過(guò)紅外光線(xiàn)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準鏡頭、廣角鏡頭、長(cháng)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(chēng)為免調焦鏡頭，中檔熱像儀一般搭配手動(dòng)鏡頭，高端熱像儀會(huì )搭配自動(dòng)對焦鏡頭。具有焦距可調的鏡頭可以使得目標區域成像更為清晰銳利?，F在智能手機的后置主攝像頭和數碼相機都具有自動(dòng)對焦功能。
熱像儀鏡頭與探測器之間通常有一塊活動(dòng)擋片，這是一些熱像儀所特有的部件和結構，作用是用于內部校準。也就是因為存在該活動(dòng)擋片機械裝置所以熱像儀在工作時(shí)會(huì )發(fā)出擋片開(kāi)合的輕微咔嗒聲噪音?，F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(shí)完全安靜也避免了檔片機械機構的故障。
熱像儀的熱紅外探測器作用是將紅外輻射轉換為電信號，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基于光子探測技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是成像質(zhì)量?jì)?yōu)秀熱靈敏度高，缺點(diǎn)是需要專(zhuān)門(mén)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(chēng)為制冷型熱紅外探測器?，F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，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。而且現代不斷改進(jìn)的圖成算法與校準技術(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(guò)非晶硅熱紅外探測器近年來(lái)在技術(shù)上也有很大的進(jìn)步。
