V naravi vsi predmeti s temperaturo nad absolutno ničlo nenehno oddajajo energijo infrardečega sevanja v okoliški prostor. Velikost energije infrardečega sevanja predmeta in njegova porazdelitev po valovni dolžini sta tesno povezani s temperaturo njegove površine. Zato je mogoče z merjenjem infrardeče energije, ki jo seva sam predmet, natančno določiti temperaturo njegove površine; to je objektivna osnova za termometrijo infrardečega sevanja.
Infrardeči termometer je sestavljen iz optičnega sistema, fotodetektorja, ojačevalnika signala, obdelave signala in izhodnega zaslona. Optični sistem fokusira energijo infrardečega sevanja tarče v svojem vidnem polju; velikost vidnega polja določajo optične komponente in njihovi položaji. Infrardeča energija se usmeri na fotodetektor in pretvori v ustrezen električni signal. Ta signal ojača in obdela vezje za obdelavo signalov, po popravku v skladu z notranjim algoritmom instrumenta in ciljno emisivnostjo pa se pretvori v temperaturno vrednost merjenega cilja. Poleg tega je treba upoštevati okoljske pogoje tarče in termometra, kot so temperatura, atmosfera, onesnaženje in motnje, skupaj z ustreznimi korekcijskimi metodami za te dejavnike, ki vplivajo na kazalnike delovanja.
