當物體的溫度高于絕對零度時，由于它內部熱運動的存在，就會不斷的向四周輻射電磁波，其中就包含了波段位于0.75μm~100μm的紅外線。他最大的特點是在給定的溫度和波長下，物體發射的輻射能有一個最大值，這種物質稱為黑體，并設定他的反射系數為1，其他的物質反射系數小于1，稱為灰體，由于黑體的光譜輻射功率P(λT)與絕對溫度T之間滿足普朗克定。說明在絕對溫度T下，波長λ處單位面積上黑體的輻射功率為P(λT)。

 隨著溫度的升高，物體的輻射能量越強。這是紅外輻射理論的出發點，也是單波段紅外測溫儀的設計依據。 隨著溫度升高，輻射峰值向短波方向移動(向左)，并且滿足維恩位移定理，峰值處的波長與絕對溫度T成反比，虛線為處峰值連線。這個公式告訴我們為什么高溫測溫儀多工作在短波處，低溫測溫儀多工作在長波處。

 輻射能量隨溫度的變化率，短波處比長波處大，即短波處工作的測溫儀相對信噪比高(靈敏度高)，抗干擾性強，測溫儀應盡量選擇工作在峰值波長處，特別是低溫小目標的情況下，這一點顯得尤為重要。