Hiểu được nguyên lý làm việc của nhiệt kế hồng ngoại, các chỉ số kỹ thuật, điều kiện làm việc môi trường và vận hành và sửa chữa là cơ sở để người dùng lựa chọn và sử dụng nhiệt kế hồng ngoại một cách chính xác. Hệ thống quang học tập hợp năng lượng bức xạ hồng ngoại mục tiêu trong trường nhìn của nó, và kích thước của trường nhìn được xác định bởi các bộ phận quang học của nhiệt kế, cũng như vị trí của nó. Năng lượng hồng ngoại tập trung vào đầu dò quang điện và chuyển thành tín hiệu điện tương ứng. Tín hiệu này được chuyển đổi thành giá trị nhiệt độ của mục tiêu được thử nghiệm sau khi bộ khuếch đại và mạch xử lý tín hiệu được điều chỉnh theo thuật toán và độ phát xạ của mục tiêu bên trong thiết bị. Ngoài ra, cần xem xét các mục tiêu và điều kiện môi trường nơi nhiệt kế được đặt, chẳng hạn như ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, bầu không khí, ô nhiễm và nhiễu đối với các chỉ số hiệu suất và phương pháp điều chỉnh.

Mọi vật thể có nhiệt độ trên 0 độ tuyệt đối đều liên tục phát ra năng lượng bức xạ hồng ngoại vào không gian xung quanh. Kích thước của năng lượng bức xạ hồng ngoại của một vật thể và sự phân bố của nó theo bước sóng có liên quan rất chặt chẽ đến nhiệt độ bề mặt của nó. Do đó, bằng cách đo năng lượng hồng ngoại bức xạ của chính vật thể, nhiệt độ bề mặt của nó có thể được xác định chính xác, đó là cơ sở khách quan của nhiệt độ bức xạ hồng ngoại.

Định luật bức xạ vật đen: Một vật thể đen là một chất bức xạ lý tưởng hấp thụ năng lượng bức xạ ở tất cả các bước sóng, không có sự phản xạ và xuyên qua năng lượng, và bề mặt của nó có độ phát xạ là 1. Cần lưu ý rằng, trong tự nhiên không tồn tại vật đen thực sự, nhưng để làm rõ và thu được quy luật phân bố bức xạ hồng ngoại, trong nghiên cứu lý thuyết phải chọn mô hình thích hợp, đây chính là mô hình chấn tử lượng tử hóa bức xạ khoang cơ thể do Planck đề xuất, từ đó dẫn ra định luật bức xạ vật đen Planck, tức là độ bức xạ quang phổ của vật đen biểu thị bằng bước sóng, đây là điểm xuất phát của tất cả lý thuyết bức xạ hồng ngoại, vì vậy gọi là định luật bức xạ vật đen.