在測量領域，“溫度”是僅次于“時間”的常用物理參數之一。根據普朗克和玻爾茲曼輻射定律的原理，紅外測溫儀通過吸收被測物體發出的紅外輻射來測量其溫度。那么，如何實現非接觸式溫度測量？
自然界凡是溫度高于絕對零度（0 K或-273.15℃）的物體，均會自表面向外發出電磁輻射，且該輻射與物體的固有溫度成比例。在這種輻射中，包含用于實現測溫的紅外輻射。當該輻射貫穿大氣后，借助專用鏡頭便能將其聚集在探測器上。隨后，探測器會生成與該輻射成比例的電信號。該信號得到放大，并通過接收連續的數字信號處理而轉化為與物體溫度成比例的輸出信號。如此一來，在顯示器上便會顯示出溫度的測量值，或為信號形式輸出。
我們在利用輻射實現測溫時，輻射率ε（Epsilon）起到了至關重要的作用。它表明了實際物體與黑體的輻射值之間的關系。黑體的輻射率為1（值）。不過，能夠滿足黑體這一理想條件的物體并不多。在校準傳感器時紅外測溫儀，一般會用到輻射體的接觸面（包含所推薦的波長：0.99）。
就其波長而言，許多物體通常具有恒定的輻射率，但其輻射能力遠不如黑體。它們被稱作灰體。若物體的輻射率取決于其溫度和波長（諸如金屬類），則此類物體被稱作選擇性輻射體。在這兩種情況下，所缺失的輻射部分通過輻射率的明確加以補充。當使用選擇性輻射體時，需要牢記所測定的波長（針對金屬，選擇短波）。
除了來自物體表面發出的輻射之外，紅外傳感器還能接收到周圍環境的反射輻射紅外測溫儀，或許還有被測物體的貫穿紅外輻射。