紅外測溫儀由光學(xué)系統、光電探測器、信号放大器及信号處理、顯示輸出等部分組成(chéng)。光學(xué)系統彙聚其視場内的目标紅外輻射能(néng)量，視場的大小由測溫儀的光學(xué)零件及其位置确定。紅外能(néng)量聚焦在光電探測器上并轉變爲相應的電信号。該信号經(jīng)過(guò)放大器和信号處理電路，并按照儀器内療的算法和目标發(fā)射率校正後(hòu)轉變爲被(bèi)測目标的溫度值。
在自然界中，一切溫度高于絕對(duì)零度的物體都(dōu)在不停地向(xiàng)周圍空間發(fā)出紅外輻射能(néng)量。物體的紅外輻射能(néng)量的大小及其按波長(cháng)的分布 —— 與它的表面(miàn)溫度有著(zhe)十分密切的關系。因此，通過(guò)對(duì)物體自身輻射的紅外能(néng)量的測量，便能(néng)準确地測定它的表面(miàn)溫度，這(zhè)就(jiù)是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。黑體是一種(zhǒng)理想化的輻射體，它吸收所有波長(cháng)的輻射能(néng)量，沒(méi)有能(néng)量的反射和透過(guò)，其表面(miàn)的發(fā)射率爲 1 。
但是，自然界中存在的實際物體，幾乎都(dōu)不是黑體，爲了弄清和獲得紅外輻射分布規律，在理論研究中必須選擇合适的模型，這(zhè)就(jiù)是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型，從而導出了普朗克黑體輻射的定律，即以波長(cháng)表示的黑體光譜輻射度，這(zhè)是一切紅外輻射理論的出發(fā)點，故稱 黑體輻射定律。所有實際物體的輻射量除依賴于輻射波長(cháng)及物體的溫度之外，還(hái)與構成(chéng)物體的材料種(zhǒng)類、制備方法、熱過(guò)程以及表面(miàn)狀态和環境條件等因素有關。因此，爲使黑體輻射定律适用于所有實際物體，必須引入一個與材料性質及表面(miàn)狀态有關的比例系數，即發(fā)射率。該系數表示實際物體的熱輻射與黑體輻射的接近程度，其值在零和小于 1 的數值之間。根據輻射定律，隻要知道(dào)了材料的發(fā)射率，就(jiù)知道(dào)了任何物體的紅外輻射特性。影響發(fā)射率的主要因素在：材料種(zhǒng)類、表面(miàn)粗糙度、理化結構和材料厚度等。
當用紅外輻射測溫儀測量目标的溫度時(shí)首先要測量出目标在其波段範圍内的紅外輻射量，然後(hòu)由測溫儀計算出被(bèi)測目标的溫度。單色測溫儀與波段内的輻射量成(chéng)比例；雙色測溫儀與兩(liǎng)個波段的輻射量之比成(chéng)比例。