熱成像儀的工作原理基于熱輻射原理。一切溫度高于零度（-27）的物體都會不斷地向外輻射紅外線，熱成像儀通過接收物體發(fā)出的紅外線來感知物體的溫度分布。

其核心部件是紅外探測器，通常采用制冷型或非制冷型探測器。制冷型探測器利用低溫環(huán)境降低探測器的噪聲，提高靈敏度，能探測到更微弱的熱輻射信號。非制冷型探測器則通過微測輻射熱計等技術(shù)，直接將紅外線的熱輻射轉(zhuǎn)換為電信號，無需低溫制冷，成本相對較低且易于集成。

探測器接收到物體的紅外線后，將其轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)過信號處理電路進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理，終在顯示屏上以不同的顏色或灰度等級顯示出物體的溫度分布圖像。溫度高的物體輻射出的紅外線強度大，在圖像中呈現(xiàn)為較亮的顏色或較深的灰度；溫度低的物體則呈現(xiàn)為較暗的顏色或較淺的灰度。這樣，熱成像儀就能直觀地呈現(xiàn)出被觀測物體表面的溫度差異，幫助人們在黑暗、煙霧、灰塵等環(huán)境中探測目標(biāo)，以及進(jìn)行無損檢測、醫(yī)療診斷、安防監(jiān)控等多種應(yīng)用。