Di alam, semua benda dengan suhu di atas nol mutlak secara konstan memancarkan energi radiasi infra merah ke ruang sekitarnya. Besarnya energi radiasi infra merah suatu benda dan distribusinya sepanjang panjang gelombang berkaitan erat dengan suhu permukaannya. Oleh karena itu, dengan mengukur energi infra merah yang dipancarkan oleh suatu benda, suhu permukaannya dapat ditentukan secara akurat; ini adalah dasar objektif untuk termometri radiasi infra merah.
Termometer inframerah terdiri dari sistem optik, fotodetektor, penguat sinyal, pemrosesan sinyal, dan keluaran tampilan. Sistem optik memfokuskan energi radiasi infra merah dari target dalam bidang pandangnya; besar kecilnya bidang pandang ditentukan oleh komponen optik dan posisinya. Energi inframerah difokuskan ke fotodetektor dan diubah menjadi sinyal listrik yang sesuai. Sinyal ini diperkuat dan diproses oleh sirkuit pemrosesan sinyal, dan setelah dikoreksi sesuai dengan algoritma internal instrumen dan emisivitas target, sinyal tersebut diubah menjadi nilai suhu target yang diukur. Selain itu, kondisi lingkungan target dan termometer, seperti suhu, atmosfer, polusi, dan gangguan, harus dipertimbangkan, bersama dengan metode koreksi yang sesuai untuk faktor-faktor yang mempengaruhi indikator kinerja.
