Στη φύση, όλα τα αντικείμενα με θερμοκρασίες πάνω από το απόλυτο μηδέν εκπέμπουν συνεχώς ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στον περιβάλλοντα χώρο. Το μέγεθος της ενέργειας υπέρυθρης ακτινοβολίας ενός αντικειμένου και η κατανομή του κατά μήκος κύματος σχετίζονται στενά με τη θερμοκρασία της επιφάνειάς του. Επομένως, με τη μέτρηση της υπέρυθρης ενέργειας που εκπέμπεται από ένα ίδιο το αντικείμενο, η θερμοκρασία της επιφάνειάς του μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια. Αυτή είναι η αντικειμενική βάση για τη θερμομετρία υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Ένα υπέρυθρο θερμόμετρο αποτελείται από ένα οπτικό σύστημα, έναν φωτοανιχνευτή, έναν ενισχυτή σήματος, επεξεργασία σήματος και έξοδο οθόνης. Το οπτικό σύστημα εστιάζει την ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας του στόχου εντός του οπτικού του πεδίου. το μέγεθος του οπτικού πεδίου καθορίζεται από τα οπτικά στοιχεία και τις θέσεις τους. Η υπέρυθρη ενέργεια εστιάζεται στον φωτοανιχνευτή και μετατρέπεται σε αντίστοιχο ηλεκτρικό σήμα. Αυτό το σήμα ενισχύεται και επεξεργάζεται από το κύκλωμα επεξεργασίας σήματος και μετά από διόρθωση σύμφωνα με τον εσωτερικό αλγόριθμο του οργάνου και την ικανότητα εκπομπής στόχου, μετατρέπεται στην τιμή θερμοκρασίας του στόχου που μετράται. Επιπλέον, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι περιβαλλοντικές συνθήκες του στόχου και του θερμομέτρου, όπως η θερμοκρασία, η ατμόσφαιρα, η ρύπανση και οι παρεμβολές, μαζί με τις αντίστοιχες μεθόδους διόρθωσης για αυτούς τους παράγοντες που επηρεάζουν τους δείκτες απόδοσης.
