Оптико-електронна система, що формує з теплового (інфрачервоного) випромінювання обстежуваного об'єкта або місця візуально видиме зображення на дисплеї, називається тепловізором. Необхідність створення тепловізорів обумовлена вимогами контролю за тепловим станом промислових об'єктів, для оцінки теплоізолюючих властивостей і теплопровідності матеріалів, знаходження місць тепловтрат в споруджуваних будинках, холодильних камерах. Тепловізори використовуються різними родами військ в збройних силах, так як тепловізор дозволяє визначати теплоконтрастную мета в будь-який час доби.
Принцип роботи тепловізора заснований на різниці температури поверхні різних тіл, відмінності в відбиває або поглинання інфрачервоного випромінювання різними матеріалами. До того ж, нерівномірність нагріву однієї і тієї ж поверхні дозволяє формувати картину розподілу температури на ній, асоціюючи певний колір на дисплеї з конкретною температурою, при цьому температурний дозвіл складає величину 0,05-0,1 градуса.
Особливості спектрального діапазону 8-14 мкм і 3-5,5 мкм, в якому працюють тепловізори, такі, що приземні шари атмосфери найбільш прозорі для даної довжини хвилі, при цьому забезпечується найбільша дальність спостереження об'єктів, випромінюючих в діапазоні температур від -50 до + 500 градусів. До того ж, в даному діапазоні найменші перешкоди вносять атмосферні метеоявищ - туман, дощ, сніг, дими, хоча чутливість приладів і знижується.
Чутливим елементом тепловізора є матриця на ПЗС-елементах - мікросхема з двовимірним набором світлочутливих фотодіодів (приладів із зарядним зв'язком) - причому сучасне виробництво мікроелектроніки дозволяє випускати досить компактні пристрої з низьким енергоспоживанням і високою якістю зображення. Для зниження цифрового шуму ПЗС-матрицю необхідно охолоджувати, що в тепловізорах здійснюється або програмно-апаратними засобами, або застосована термоелектрична стабілізація.
Найбільш перспективний напрямок у створенні тепловізорів - заміна ПЗС-матриць на мікроболометричних, що не потребують охолодження і дозволяють проводити вимірювання опору активних елементів матриці у всьому діапазоні ІЧ-випромінювань з високою точністю.
Об'єктив тепловізора також є ценоопределяющим частиною тепловізора, з огляду на те, що скло не пропускає ІЧ-промені і лінзи для об'єктива необхідно робити зі спеціальних і дорогих матеріалів.
