紅外熱像儀是利用紅外探測器、光學成像物鏡和光機掃描系統（目前先進的焦平面技術則省去了光機掃描系統）接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元上，在光學系統和紅外探測器之間，有一個光機掃描機構（焦平面熱像儀無此機構）對被測物體的紅外熱像進行掃描，并聚焦在單元或分光探測器上，由探測器將紅外輻射能轉換成電信號，經放大處理、轉換或標準視頻信號通過電視屏或監測器顯示紅外熱像圖。

除具有紅外測溫儀的優點（如非接觸、快速、能對運動目標和微小目標測溫等）外，還具有以下優點：

（1）直觀地顯示物體表面的溫度場。紅外測溫儀只能顯示物體表面某一小區域或某一點的溫度值，而熱像儀則可以同時測量物體表面各點溫度的高低，并以圖像形式顯示出來。

（2）溫度分辨率高。紅外測溫儀由于各種因素的影響，很難分辨0.1以下的溫差，而熱像儀由于可以同時顯示出兩點的溫度值，因而能準確區分很小的溫差，甚至可達0.01。

（3）可采用多種顯示方式。熱像儀輸出的視頻信號包含目標的大量信息，可用多種方式顯示出來。比如說，對視頻信號進行假彩色處理，便可由不同顏色顯示不同溫度的熱圖像;若反視頻信號進行模數轉換處理，即可用數字顯示物體各點的溫度值。

（4）可進行數據存儲和計算機處理。熱像儀輸出的視頻信號，可用數字存儲器存儲，或用錄像帶記錄，這樣既可長期保持又可用計算機作運算處理。

       熱像儀在軍事和民用方面都有廣泛的應用領域。伴隨著熱成像技術的成熟，各種各樣的低成本適于民用的熱像儀的問世，它在國民經濟各部門發揮著越來越大的作用。在工業生產中，許多設備常處于高溫、高壓和高速運行狀態，應用領域紅外熱像儀對這些設備進行檢測和監控，既能保證設備的安全運轉，又能發現異常情況以便及時排除隱患。

       與此同時，利用熱像儀還可進行工業產品質量控制和管理。比如說，在鋼鐵工業中的高爐和轉爐所用耐火材料的燒蝕磨損情況，可用熱像儀進行觀測，及時采取措施檢修，防止事故發生。

      又如，在石化工業中，熱像儀可監視生產設備和管道的運行情況，任何時候提供有關沉淀形成、流動阻塞、漏熱溫度隔熱材料變質等數據。  

   再如，激光測距儀，數字示波器，接地電阻測試儀，風速儀，金屬套溫度計，船用溫度計，V型溫度計，銅套溫度計，數字壓力表，數字溫度表，活塞壓力計，壓力表校驗器在電力工業中，發電機組、高壓輸電和配電線路可用熱像儀沿線掃查，找出故障隱患，及時排除，杜絕事故的發生。

     在電子工業中，也可用熱像儀檢查半導體器件、集成電路和印刷電路板等的質量情況，發現其他方法難以找到的故障。

除此之外，紅外熱像儀在醫療、治安、消防、考古、交通、農業和地質等許多領域均有重要的應用，如建筑物漏熱查尋、森林探火、火源尋找、海上救護、礦石斷裂判別、導彈發動機檢查、公安偵察以及各種材料及制品質無損檢查等。