紅外測溫儀由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處置、顯現輸出等部分組成。光學系統匯聚其視場內的方針紅外輻射能量，視場的大小由測溫儀的光學零件及其方位斷定。紅外能量聚焦在光電探測器上并轉變為相應的電信號。該信號經過放大器和信號處置電路，并依照儀器內置的算法和方針發射率校正、環境溫度補償后轉變為被測方針的溫度值。

在自然界中，一切溫度高于零度的物體都在不停地向周圍空間宣布紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布 -- 與它的外表溫度有著十分密切的關系。因而，通過對物體自身輻射的紅外能量的丈量，便能準確地測定它的外表溫度，這就是紅外輻射測溫所依據的客觀根底。黑體是一種理想化的輻射體，它吸收一切波長的輻射能量，沒有能量的反射和透過，其外表的發射率為 1。

可是，自然界中存在的實踐物體，幾乎都不是黑體，為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適的模型，這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型，然后導出了普朗克黑體輻射的規律，即以波長表示的黑體光譜輻射度，這是一切紅外輻射理論的出發點，故稱 黑體輻射規律。一切實踐物體的輻射量除依賴于輻射波長及物體的溫度之外，還與構成物體的資料種類、制備辦法、熱過程以及外表狀況和環境條件等因素有關。