紅外測溫儀由光學（xué）係（xì）統、光電探測器（qì）、信（xìn）號（hào）放大器及信號（hào）處理、顯示輸出等部分組成。光學係統匯聚其視場內的目標紅外輻射能量（liàng），視場的大小由測溫儀的光學零件及其位置確定。紅外能量聚焦在光電探測器（qì）上並轉變為相應的電信（xìn）號。該信號經過放大器（qì）和（hé）信號處理電路，並（bìng）按照儀器內療的算法和目標發射率校正後轉變為被測目（mù）標的溫度值。

在自然界中，一切（qiē）溫度高於絕（jué）對零度的物體都在不停地向周圍空間發出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大（dà）小及其（qí）按波長的分布——與它的表麵溫度有著十分密切的關係（xì）。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確（què）地測定它的表麵溫度，這就是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。

黑體是一種理想化的輻射（shè）體，它吸收所有波長的輻（fú）射能量，沒（méi）有能量的反射和透過，其表（biǎo）麵的（de）發射率為1。但是，自然（rán）界（jiè）中存在的實際物體，幾乎都不是黑體，為了弄清和（hé）獲得紅外輻射分布規律，在理論研究中必須選擇合適的模型，這就是普朗克提出的體（tǐ）腔輻（fú）射的（de）量子化振子模型，從而導出了普朗克黑（hēi）體輻射的定律，即以波長表示的黑體光譜輻射度，這是一切紅外輻射（shè）理論（lùn）的出（chū）發點（diǎn），故稱黑體輻射定律。所有實際物體的輻射量（liàng）除依賴（lài）於輻射波長及物體的溫度之外，還與構成物體的材料種類、製備（bèi）方法、熱過（guò）程以及表麵狀態和環境條件等因素有關。因（yīn）此，為使黑體輻射定律適（shì）用（yòng）於所有實際物體（tǐ），必須（xū）引（yǐn）入（rù）一個與材料性質及表麵狀態有關的比例係數，即發射率。該係數（shù）表示實際物體的熱（rè）輻射（shè）與黑體（tǐ）輻（fú）射的接近程度，其值在（zài）零和小於1的（de）數值之間。根據輻（fú）射定律，隻要知道了材料的發射率，就（jiù）知道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（cái）料種類、表麵粗糙度、理化（huà）結構和（hé）材料厚度等。

當用紅外（wài）輻射測溫儀（yí）測量目標的溫度時首先（xiān）要測量出目標在其（qí）波段範圍內的紅外輻射量，然後由測溫儀計算出被測目（mù）標的溫度。單色測溫儀與波（bō）段內的輻射量成比例；雙色測溫（wēn）儀與兩個波段的輻射量之比成比例。