La termografia a infrarossi (IRT), l'imaging termico e il video termico sono esempi di scienza dell'imaging a infrarossi. Le termocamere di solito rilevano le radiazioni nell'intervallo a lungo raggio dello spettro elettromagnetico (circa 9.000-14.000 nanometri o 9-14 µm) e producono immagini di tali radiazioni, chiamate termogrammi. Poiché la radiazione infrarossa viene emessa da tutti gli oggetti con una temperatura superiore allo zero assoluto secondo la legge della radiazione del corpo nero, la termografia permette di vedere il proprio ambiente con o senza illuminazione visibile. La quantità di radiazione emessa da un oggetto aumenta con la temperatura; quindi la termografia permette di vedere le variazioni di temperatura. Se visti attraverso una termocamera, gli oggetti caldi si distinguono bene contro gli sfondi più freddi; gli esseri umani e gli altri animali a sangue caldo diventano facilmente visibili contro l'ambiente, di giorno o di notte. Di conseguenza, la termografia è particolarmente utile per i militari e gli altri utenti delle telecamere di sorveglianza.

Alcuni cambiamenti fisiologici negli esseri umani e in altri animali a sangue caldo possono anche essere monitorati con l'imaging termico durante la diagnostica clinica. La termografia è utilizzata nella rilevazione delle allergie e nella medicina veterinaria. Alcuni professionisti della medicina alternativa ne promuovono l'uso per lo screening mammografico, nonostante l'avvertimento della FDA che "chi opta per questo metodo al posto della mammografia potrebbe perdere la possibilità di individuare il cancro nella sua fase iniziale". Il personale governativo e aeroportuale ha utilizzato la termografia per individuare i casi sospetti di influenza suina durante la pandemia del 2009.

La termografia ha una lunga storia, anche se il suo utilizzo è aumentato notevolmente con le applicazioni commerciali e industriali degli ultimi cinquant'anni. I vigili del fuoco usano la termografia per vedere attraverso il fumo, per trovare le persone e per localizzare la base di un incendio. I tecnici della manutenzione utilizzano la termografia per individuare i giunti di surriscaldamento e le sezioni di linee elettriche che sono segno di un guasto imminente. I tecnici edili possono vedere le firme termiche che indicano le perdite di calore in un isolamento termico difettoso e possono utilizzare i risultati per migliorare l'efficienza delle unità di riscaldamento e di condizionamento dell'aria.

L'aspetto e il funzionamento di una moderna telecamera termografica è spesso simile a quello di una videocamera. Spesso il termogramma dal vivo rivela le variazioni di temperatura in modo così chiaro che non è necessaria una fotografia per l'analisi. Un modulo di registrazione non è quindi sempre integrato.

I sensori CCD e CMOS non specializzati hanno la maggior parte della loro sensibilità spettrale nella gamma di lunghezze d'onda della luce visibile. Tuttavia, utilizzando l'area di "trascinamento" della loro sensibilità spettrale, cioè la parte dello spettro dell'infrarosso chiamata vicino all'infrarosso (NIR), e utilizzando una telecamera CCTV off-the-shelf è possibile, in determinate circostanze, ottenere vere immagini termiche di oggetti con temperature di circa 280 °C (536 °F) e superiori.

Le termocamere specializzate utilizzano matrici sul piano focale (FPA) che rispondono a lunghezze d'onda più lunghe (infrarosso di media e lunga lunghezza d'onda). I tipi più comuni sono InSb, InGaAs, HgCdTe e QWIP FPA. Le tecnologie più recenti utilizzano microbolometri non raffreddati a basso costo come sensori FPA. La loro risoluzione è notevolmente inferiore a quella delle telecamere ottiche, per lo più 160x120 o 320x240 pixel, fino a 1280 x 1024 per i modelli più costosi. Le termocamere sono molto più costose delle loro controparti a spettro visibile e i modelli di fascia alta sono spesso soggetti a restrizioni all'esportazione a causa degli usi militari di questa tecnologia. Bolometri più vecchi o modelli più sensibili come InSb richiedono un raffreddamento criogenico, di solito con un frigorifero a ciclo Stirling in miniatura o azoto liquido.

Le termocamere convertono l'energia nella lunghezza d'onda dell'infrarosso in un display a luce visibile. Tutti gli oggetti al di sopra dello zero assoluto emettono energia termica all'infrarosso, quindi le termocamere possono vedere passivamente tutti gli oggetti, indipendentemente dalla luce ambientale. Tuttavia, la maggior parte delle termocamere vede solo oggetti più caldi di -50 °C (-58 °F).

Lo spettro e la quantità di radiazione termica dipendono fortemente dalla temperatura superficiale di un oggetto. Ciò rende possibile la visualizzazione della temperatura di un oggetto da parte di una termocamera. Tuttavia, anche altri fattori influenzano la radiazione, il che limita la precisione di questa tecnica. Ad esempio, la radiazione non dipende solo dalla temperatura dell'oggetto, ma è anche una funzione dell'emissività dell'oggetto. Inoltre, la radiazione ha origine dall'ambiente circostante e viene riflessa nell'oggetto, e la radiazione dall'oggetto e la radiazione riflessa sarà anche influenzata dall'assorbimento dell'atmosfera.

Con il termine termografia si intende l'uso di telecamere sensibili all'infrarosso per visualizzare e/o misurare l'energia termica emessa da un oggetto. Ogni oggetto con temperatura maggiore dello zero assoluto, emette calore; più è alta la temperatura dell'oggetto, maggiore è la radiazione IR emessa. Le telecamere ad infrarosso o termocamere visualizzano quello che l'occhio umano non può vedere e permettono precise misure n di temperatura a distanza. Praticamente ogni componente elettrico o meccanico si scalda prima della rottura, quindi le termocamere forniscono un ottimo strumento diagnostico nelle più svariate applicazioni. I principali vantaggi della termografia sono:

• La Termocamera è lontana dall'oggetto da misurare la temperatura
• L'operatore è lontano da pericoli (apparecchiature elettriche in tensione, superfici a temperature elevate, ecc.)
• Si può effettuare ispezioni senza perturbare il sistema
• Si ottiene un'immagine che equivale all'utilizzo contemporaneo di migliaia di termocoppie o pirometri
• Si ottiene una mappa termica bidimensionale in tempo reale
• Con una sola ripresa è possibile comparare zone dello stesso soggetto
• L'immagine termica visualizza tutto l'oggetto
• Si ottiene un'immagine termica in tempo reale
• Si misura la temperatura senza contatto
• L'immagine termica oltre a identificare una anomalia localizza dov'è il problema
• L'immagine termica è memorizzata in formato radiometrico per post-analisi
• S'individuano i problemi prima che si verifichino i guasti
• Si ottiene un risparmio di tempo e denaro