熱像儀采集物體發出的紅外光能量，將采集到的數據通過數字或模擬信號輸出，最終生成圖像。圖像細節由溫差決定。可以檢測可見光的相機不能用于檢測紅外熱輻射，反之亦然。

熱像儀由一系列獨立的檢測單元陣列組成。由于紅外波的波長比可見光長，相應地，每個紅外檢測單元必須大于可見光檢測單元。因此，相同傳感器尺寸的熱像儀分辨率低于可見光相機。

熱像儀最初是為監視和軍事行動形多種多樣，從手持無人機到無人駕駛無人機，再到送入太空的科學儀器。
 而開發的，現在廣泛用于各種工業應用，例如：建筑檢查、消防、自動駕駛汽車、自動緊急制動系統、工業檢查、科學研究等。這些相機的外
 使用熱像儀開發產品或系統的工程師需要清楚地了解關鍵設計規范，包括：場景動態范圍、視野、分辨率、靈敏度和光譜范圍。不同的相機擅長不同的任務，因此工程師需要了解不同類型相機模組之間的權衡策略及其對產品性能的影響。

熱敏度也稱為儀器的噪聲等效溫差，是重要指標之一，定義了相機可以檢測到的最小溫差。更好的熱靈敏度通常以分辨率為代價。

熱像儀的噪聲等效溫差將直接影響圖像的清晰度和清晰度。該值越低，檢測器越靈敏。集成商和開發人員正在尋找能夠提供在 30 攝氏度的行業標準條件下測量的噪聲等效溫差的供應商。

在熱對比度低的場景以及在霧、多云和雨等具有挑戰性的環境條件下工作時，提高靈敏度尤為重要。成本較低的熱像儀通常意味著在低對比度場景中的圖像質量較差、檢測范圍較小且態勢感知能力有限。

帶有冷卻至低溫的成像傳感器的紅外相機與未冷卻的探測器相比具有明顯的優勢，因為它們能夠將噪聲降低到成像場景以下的水平。

但是，更高的靈敏度會帶來更高的成本。制冷型熱像儀通常更大、更重且消耗更多功率。它們的購買成本要高得多，并且會受到機械磨損，從而導致故障和縮短產品壽命。這是因為低溫冷卻器的運動部件具有極其嚴格的機械公差，會隨著時間的推移而降低，并且它們使用的氦氣會通過密封件緩慢泄漏。

但是，非制冷熱傳感器的最新改進已將靈敏度提高到 20 mK 以上，與傳統系統相比有了巨大改進，使其成為許多新應用的可行選擇。但需要注意的是，非制冷紅外攝像機不能簡單地取代制冷攝像機。產品開發人員和系統集成商需要考慮有關成像速度、空間分辨率、光譜過濾等的額外要求。