赤外線温度計の動作原理、技術指標、環境動作条件及び操作と修理などを理解することは、ユーザーが赤外線温度計を正しく選択し、使用する基礎である。光学系はその視野内の目標赤外線放射エネルギーを集め、視野の大きさは温度計の光学部品と位置によって決まる。赤外エネルギーは光検出器に焦点を当て、対応する電気信号に変換される。この信号は増幅器と信号処理回路を経て、機器内部のアルゴリズムと目標放射率に基づいて補正された後、測定対象の温度値に変換される。そのほか、温度、雰囲気、汚染と干渉などの要素が性能指標に与える影響と修正方法など、目標と温度計がある環境条件を考慮しなければならない。

絶対零度より高いすべての温度を持つ物体は、周囲の空間に赤外線エネルギーを放出し続けている。物体の赤外線放射エネルギーの大きさとその波長による分布は、表面温度と非常に密接な関係がある。そのため、物体自身の放射線の赤外エネルギーの測定を通じて、その表面温度を正確に測定することができ、これが赤外線放射線の温度測定の根拠となる客観的な基礎である。

黒体放射の法則：黒体は理想的な放射体であり、それはすべての波長の放射エネルギーを吸収し、エネルギーの反射と透過がなく、その表面の放射率は1である。自然界には真の黒体は存在しないが、赤外線放射の分布法則を明らかにし、獲得するためには、理論研究において適切なモデルを選択しなければならない。これがプランクが提案した体腔放射の量子化振動子モデルであり、それによってプランク黒体放射の法則、すなわち波長で表される黒体スペクトル放射度を導出し、これはすべての赤外線放射理論の出発点であるため、黒体放射の法則と呼ばれる。