In einer Infrarotkamera wird die von einem Sensor aufgenommene Wärmestrahlung, die jeder Körper, der eine Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (-273,15°C) besitzt, ausstrahlt, in ein Wärmebild (Thermogramm) umgewandelt und auf einem Speichermedium abgelegt. Das Thermogramm gibt die Temperaturverteilung an der untersuchten Objektoberfläche wieder. Durch Auswertung der flächigen Temperaturinformation werden nicht sichtbare Strukturen erkannt

Besonders interessant für die Thermographie ist dabei der Wellenlängenbereich bis 14µm, in dem bei Raumtemperatur der größte Teil der Wärmestrahlung emittiert wird (sog. thermisches Infrarot); gerade hier bieten sich langwellige Kamerasysteme (8 bis 12µm) an, welche im relativ breitbandigen III. atmosphärischen Fenster eine hohe Empfindlichkeit aufweisen. Diese haben zudem den Vorteil, dass sie einfacher zu handhaben sind, z.B. indem die Oberflächenbeschaffenheit nur vernachlässigbare Auswirkungen auf das Thermogramm oder auch die Sonneneinstrahlung einen weitaus geringeren Einfluss hat, wenngleich letztere meist trotzdem nicht gänzlich vernachlässigt werden darf. Auch beim Einsatz in größerer Entfernung bieten sich Kameras im langwelligen Infrarotbereich an.