紅外測溫儀由光學係統、光電探測器、信號放大器（qì）及信號處理、顯示輸出等部分（fèn）組成。光學係統匯聚（jù）其視場內的目標紅外輻射能量，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上並轉變為相應的電信（xìn）號（hào）。該信號經過放（fàng）大器（qì）和信號處理電路，並按照儀器內療的算法和目標發射率校正後轉變為被測目標的溫度值。

在自然界中，一切溫度高於絕對零度的（de）物體都在不停地向周圍空間發出紅外（wài）輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布——與它的表麵（miàn）溫度有（yǒu）著十分密切的關係。因此（cǐ），通過對物體自身輻射的紅外（wài）能（néng）量的測量，便能準確地測定它的表麵（miàn）溫度，這就是紅外輻射（shè）測溫所依據的客觀（guān）基礎。

黑體是一種（zhǒng）理想化的輻射體，它吸收所有波長的輻射能量，沒有能量的（de）反射和透過，其表麵的發射率（lǜ）為1。但是（shì），自然界中存在的實際（jì）物體，幾乎都不（bú）是黑體，為了弄清和獲得紅外輻（fú）射分（fèn）布規律（lǜ），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腔輻射的量子化振子（zǐ）模型，從而導出了普朗克黑體輻射的定律（lǜ），即（jí）以波長表示的黑體光譜輻射（shè）度（dù），這是一切紅外輻射理論的出發點，故稱黑體輻射定律。所有實際物（wù）體的輻射量除依賴於輻射波長及物體的溫度之外，還與構成物（wù）體的材料種類、製備（bèi）方法、熱過程以（yǐ）及表麵狀態和環境條件等因素有關。因此，為使黑體（tǐ）輻射（shè）定律（lǜ）適（shì）用於所有（yǒu）實際物體（tǐ），必須引入一（yī）個與材料性質及表麵狀態有關的比例係數，即發射率。該係數表示實際物體的熱（rè）輻（fú）射（shè）與黑（hēi）體輻射的接近程（chéng）度，其值（zhí）在零和小（xiǎo）於1的數值之間。根據（jù）輻（fú）射（shè）定律，隻要知道了材料的發射率，就知道（dào）了任何物體的紅外輻射特性。影響發射（shè）率的主要因素（sù）在：材料種類、表（biǎo）麵粗糙度、理化結構和材料厚度等。

當用紅外輻射測溫儀測量目標的溫度（dù）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（bèi）測目標的溫度。單色測溫儀與波段內的（de）輻射量（liàng）成（chéng）比例；雙色測溫儀與兩個波（bō）段的輻（fú）射量之比成比例。