紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學成像物鏡接收被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應，通俗的講紅外熱像儀就是將物體發出的不可見紅外能量轉變為可見的熱圖像，熱圖像的上面的不同顏色帶包被測物體的不同溫度。
熱像儀時一種無需與設備直接接觸便可檢測出紅外波長頻譜中的熱圖案的設備。早期型號的熱像儀稱為“光導探測器”。從1916年至1918年，美國發明家Theodore Case利用光導探測器做實驗，通過與光子(而不是熱能)直接交互作用產生信號。最終發明了速度更快、更靈敏的光導探測器。20世紀四十年代和五十年代期間，為了滿足日益增長的軍事應用領域的需求，熱成像技術不斷演變，取得了長足的發展。
直到20世紀六十年代，熱成像技術才被用于非軍事應用領域，雖然早期的熱成像系統很笨重、數據采集速度緩慢而且分辨率不佳，但它們還是被用于工業應用領域，例如檢查大型輸配電系統。
20世紀七十年代，軍事應用領域的持續發展造就了第一個便攜式系統。該系統可用于建筑診斷和材料無損測試等應用領域。20世紀七十年代的熱成像系統結實耐用而且非常可靠，但與現代熱像儀相比，它們的圖像質量不佳。到20世紀八十年代初期，熱成像技術已廣泛應用于醫療、主流行業以及建筑檢查領域。經過校準后，熱成像系統可以制作完整的輻射圖像，這樣便可測量該圖像中任意位置的輻射溫度。輻射圖像是指包含圖像內各點處的溫度測量計算值的熱圖像。
安全可靠的熱像儀冷卻器經過改進，取代了沿用已久的用于冷卻熱像儀的壓縮氣或液化氣。
此外，人們還開發并大量生產了成本較低，基于管道的熱電光導攝像管(PEV)熱成像系統。
雖然不能進行輻射測量，但PEV熱成像系統輕巧靈便、攜帶方便，而且無需冷卻便可操作。
20世紀八十年代后期，一種稱為焦平面陣列(FPA)的新設備從軍事應用領域轉至商業市場。焦平面陣列(FPA)是一種圖像傳感設備，由位于鏡頭焦平面處的紅外傳感探測器的陣列(通常為矩形)組成，這大大改進了原始的掃描式探測器，從而提高了圖像質量和空間分辨率。
