尽管威廉·赫歇尔（WilliamHerschel）在1800年左右发现了红外光，但在1940年代末和1950年代末之前并没有建造第一批红外测温设备和成像仪器。它们是为美军目的而设计的，只是用于夜视。到了1983年生产了第一批商业产品，并开辟了许多新的应用领域。当今可用的红外测温仪器可分为三种类型：点传感器，线扫描仪和照相机。
红外测温相机既可以用作扫描设备，一次仅捕获一个点或一行图像，也可以用作凝视阵列，用作二维红外焦平面阵列（IRFPA）。在该二维红外焦平面阵列中可以捕获所有图像元素。与阵列中的每个检测器元素同时进行。如今，IRFPA已成为明显占主导地位的技术，因为它没有运动部件，速度更快，并且具有比扫描设备有更高的空间分辨率。
红外测温热成像仪中使用的探测器通常有两种类型：光子探测器或热探测器。光子检测器通过改变自由电荷载流子浓度，将吸收的电磁辐射直接转换为半导体中电子能量分布的变化。热探测器将吸收的电磁辐射转换为热能，导致探测器温度升高。然后，通过材料的某些物理特性的相应变化来产生热传感器的电输出，例如，材料的物理特性。
光子探测器通常在热对比度较高的MWIR波段工作，使其对场景温度的微小差异非常敏感。同样利用当前技术，光子检测器比热检测器允许更高的帧频。这种检测器的主要缺点是需要冷却。光子检测器需要冷却到77K以下的温度，以减少热噪声。该冷却曾经使用液氮完成，但现在通常使用低温冷却器来实现。由于其活动部件和氦气密封件，需要维修和更换低温冷却器。因此，光子探测器系统的总体价格比热探测器系统的初始成本和维护成本都高。
未冷却的热探测器主要是用两种不同类型的探测器开发的：铁电探测器和微辐射热计。铁电探测器利用某些介电材料中铁电相变的优势。在此相变及其附近，温度的小幅波动会引起电极化的大变化。钛酸锶锶钡（BST）通常用作铁电探测器中的探测器材料。测微辐射热计是电阻器的一种特定类型。微量测辐射热计中最常用的材料是氧化钒（VOx）和非晶硅（a-Si）。红外辐射会改变材料的电阻，该电阻可转换为电信号并处理成图像。
如今，很明显，微辐射热计比铁电传感器具有更多优势，VOx技术已获得最大的市场份额。首先，微辐射热计具有更高的灵敏度。VOx的噪声等效温度差（NETD）规定了最小可检测温度差，为，而BST检测器为。微型测辐射热计在探测器上的像素尺寸也较小，从而具有更高的空间分辨率。
由于玻璃对热辐射的透射率非常低，因此镜片必须使用其他材料。锗是最常用的，这是一种灰白色准金属材料，对红外光几乎透明，而对可见光则反射。锗的价格相对较高，因此透镜的尺寸非常重要。光学系统的f数是镜头焦距与入射光瞳直径的比值。这表明较高的f值会降低透镜的价格。但同时，当减小透镜的直径时，会有更少的辐射到达检测器。为了保持可接受的灵敏度，未冷却的红外测温相机必须具有较低的f值。对于冷却的红外测温相机，可以接受更高的f值，因为可以增加曝光时间以保持相同的辐射通量。镜头的这些特性导致未冷却相机的价格随焦距而显着增加，而冷却相机的价格仅随焦距而略有增加。
就形状和尺寸而言，现代红外测温热像仪看起来就像可视摄像机一样。数据传输通常通过USB，以太网，FireWire或RS-232进行。图像表示为灰度图像，深度为每个像素8到16位。但是，通常会以伪彩色显示它们，以使人类能更好地看到它们。图像可以用标准JPEG压缩，视频可以用H264或MPEG压缩。模拟设备使用NTSC或PAL标准。一些手持摄像机是电池驱动的，而大多数较大的摄像机需要外部电源或电源。
