把從被測物接收的紅外線，由透鏡經過濾波器聚焦在檢波器上。檢波器通過被測物輻射密度的積分，產生一個與溫度成比例的電流或電壓信號，在此后相連接的電器部件中，把此溫度信號線性化，發射率區域的修正，及轉換成一個標準的輸出信號。
原理上有便攜式測溫儀和固定式測溫儀兩種，因此，在選擇合適的紅外測溫儀用于不同的測量點時，以下的特征將是主要的：

1、瞄準器

    瞄準器有此作用，測溫儀所指的測量塊或測量點可以看見，大面積的被測物可以經常不要瞄準器。在小的被測物和較遠的測量距離時，瞄準器以透光鏡形式帶有儀表板刻度或激光指向點是值得推薦的。

2、透鏡

      透鏡確定測溫儀的被測點，對大面積的物體來說，一般帶有固定焦距的測溫儀足夠可以。但在測量距離遠離聚焦點時，測量點邊緣的圖像將不清楚。為此，采用變焦鏡更好，在所給予的變焦范圍內，測溫儀可調整測量距離，最新的測溫儀帶有變焦的可替換鏡頭，近透鏡和遠透鏡可不需校準復檢進行更換。

3、傳感器，即光譜接收器

      溫度是與波長成反比的。在低物體溫度時，對長波光譜區域敏感的傳感器(熱膜傳感器或熱電傳感器)是很合適的，在高溫度時，將用對短波敏感受的，由鍺，硅，銦-鎵等組成的光電傳感器。

在選擇光譜敏感性時，還要考慮對氫氣和二氧化碳的吸收光譜帶。在一定的波長范圍內，即所謂的“大氣層窗”，H2和CO2對紅外線幾乎是穿透的，因此測溫儀的光變敏感性必須在此范圍內，以便排除大氣層濃度變化帶來的影響，在測量薄膜或玻璃時，還要考慮到這些材料在一定波長內不易穿透的。為了避免背景光線引起的測量誤差，運用相宜的，只接收表面溫度的傳感器，金屬有此物理特性，發射率隨著波長的減小而增大，經驗而談，測量金屬的溫度，一般選擇最短的測量波長。