自然界中的物體，除了具有我們所熟悉的可見光影象外，還具有一種紅外熱輻射影象，但人的肉眼看不到紅外熱輻射，這是因為它所發出的是紅外線，為不可見光。
如今，一種被稱為“紅外熱成像”的神奇技術能夠將熱輻射影象轉換成可見光影象，它能讓人們看到過去看不到的東西。實現這一轉換的裝置稱為熱像儀，通過這個熱像儀，可以讓我們在漆黑的夜裡看到有如白天的景象。 下面我們來說說熱成像原理：
一. 熱成像原理 基礎篇
現在我們來看看熱像儀是如何完成這一轉換的。光機掃描機構將紅外望遠鏡所接收的景物熱輻射圖分解成熱輻射訊號，並聚焦到紅外探測器上，探測器與影象視訊系統一起將熱輻射訊號放大並轉換成視訊訊號，通過顯示器人們就可以看到一幅幅神奇的畫面。熱像儀能夠在幾百分之一攝氏度內識別出溫度的微小差異。
熱成像技術是根據所有物體都發熱這一事實來實現的。儘管許多物體從外表看不出什麼，但在其上仍有冷熱之分。藉助熱圖上的顏色我們可以看到溫度的分佈，紅色、粉紅表示比較高的溫度，藍色和綠色表示了較低的溫度。
二. 熱成像原理 科學篇 所有不處於絕對零度的物體，均會發出不同波長的電磁輻射，物體的溫度越高，分子或原子的熱運動越劇烈，則紅外輻射越強。輻射的頻譜分佈或波長與物體的性質和溫度有關。衡量物體輻射能力大小的量，稱為輻射係數。黑顏色或表面顏色較深的物體，輻射係數大，輻射較強；亮顏色或表面顏色較淺的物體，輻射係數小，輻射較弱。
人眼僅能看到很狹窄的一段波長的電磁輻射，稱為可見光譜。而對於波長在0.4um以下或0.7um以上的輻射，人眼則無能為力了。電磁波譜中紅外區域的波長在0.7um~1mm之間，人眼看不到紅外輻射。
現代的熱成像裝置工作在中紅外區域（波長3~5um）或遠紅外區域（波長8~12um）。通過探測物體發出的紅外輻射，熱成像儀產生一個實時的影象，從而提供一種景物的熱影象。並將不可見的輻射影象轉變為人眼可見的、清晰的影象。熱成像儀非常靈敏，能探測到小於0.1℃的溫差。
工作時，熱成像儀利用光學器件將場景中的物體發出的紅外能量聚焦在紅外探測器上，然後來自與每個探測器元件的紅外資料轉換成標準的視訊格式，可以在標準的視訊監視器上顯示出來，或記錄在錄影帶上。由於熱成像系統探測的是熱而不是光，所以可全天候使用；又因為它完全是被動式的裝置，沒有光輻射或射頻能量，所以不會暴露使用者的位置。
紅外探測器分為兩類：光子探測器和熱探測器。光子探測器在吸收紅外能量後，直接產生電效應；熱探測器在吸收紅外能量後，產生溫度變化，從而產生電效應。溫度變化引起的電效應與材料特性有關。
光子探測器非常靈敏，其靈敏度依賴於本身溫度。要保持高靈敏度，就必須將光子探測器冷卻至較低的溫度。通常採用的冷卻劑為斯太林（Stirling）或液氮。
熱探測器一般沒有光子探測器那麼高的靈敏度但在室溫下也有足夠好的效能，因此不需要低溫冷卻。
三. 熱成像的應用 從第二次世界大戰開始，熱成像技術就已應用在軍事上。由於這種儀器是靠熱輻射來工作的，它能夠透過漆黑的戰場讓士兵們清楚地看到敵方的行蹤。又由於它為無源性接收系統，比無線電雷達等可見光裝置更安全、隱蔽。
現在，熱成像技術已經廣泛應用在日常生活當中。一個重要應用是診斷疾病，大家都知道，當某一部位出現炎症時，體溫會升高，測量體溫能夠判斷有無炎症，但不能確定炎症的具體位置，而熱像儀可以直觀給出人體溫度場分佈圖，將病變的熱圖與正常熱圖比較，就可以從異常變化上診斷病的部位。熱成像技術也能在手術室大顯身手。當血液流經剛剛被安置的動脈血管時，熱像儀上的動脈管的顏色由灰變白，而在通常情況下，肉眼是很難觀察到血管是否暢通無阻的。
與診斷疾病類似，高壓輸變電的電器部件、火車軸箱、電路板等出現故障，也可以用熱像儀直接觀測檢查，避免故障帶來的損失。熱像儀也可以用於地質調查，地熱探查，森林植被分佈，大氣與海洋監測，火災的發現與救援。熱像儀可以幫助救援者發現那些被濃煙和黑暗隱僻住的遇難者，從而救出他們。
熱成像技術還能幫助科學家們進一步探索宇宙的奧祕。可以預期未來熱成像技術的應用領域將會得到更充分的開發，推廣和普及。