紅外相機是利用紅外探測器和光學成像物鏡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件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應。通俗地講紅外相機就是將物體發出的不可見紅外能量轉變為可見的熱圖像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。

人類一直都能夠檢測到紅外輻射。人體皮膚內的神經末梢能夠對低達±0.009°C (0.005°F) 的溫差作出反應。雖然人體神經末梢極其敏感，但其構造不適用于無損熱分析。例如，盡管人類可以憑借動物的熱感知能力在黑暗中發現溫血獵物，但仍可能需要使用更佳的熱檢測工具。由于人類在檢測熱能方面存在物理結構的限制，因此開發了對熱能非常敏感的機械和電子設備。