红外热成像的原理主要基于物体的热辐射特性以及红外探测器对红外辐射的探测和转换，以下是具体介绍：
热辐射原理
任何物体，只要其温度高于绝对零度（-273.15℃），其内部的分子和原子就会处于不断的热运动状态。这种热运动使得物体中的电荷也在不断地振动和跃迁，从而向外辐射电磁波，其中就包含了红外波段的辐射。
物体的温度越高，其内部的热运动就越剧烈，向外辐射的红外能量也就越强。根据斯蒂芬 – 玻尔兹曼定律，物体单位面积辐射的总功率与物体温度的四次方成正比，即，其中为辐射功率，为斯蒂芬 – 玻尔兹曼常量，为物体的热力学温度。
红外辐射的传播
红外辐射在大气中传播时，会受到大气成分（如二氧化碳、水汽等）的吸收和散射影响。但在某些特定的波长范围内，红外辐射的衰减相对较小，这些波长范围被称为大气窗口，主要包括 3-5μm 和 8-14μm 两个波段，红外热成像系统通常工作在这两个大气窗口内，以便能够更有效地接收和传输物体辐射的红外信号。
红外探测器的工作原理
光子探测器：利用光子与探测器材料中的电子相互作用，当光子能量被电子吸收后，电子的能量状态发生变化，从而产生电信号。常见的光子探测器材料有碲镉汞（HgCdTe）、锑化铟（InSb）等。光子探测器的响应速度快、灵敏度高，但通常需要在低温下工作，以减少热噪声的影响。
热探测器：基于物体吸收红外辐射后温度升高，进而引起材料的某些物理性质（如电阻、电容、热电势等）发生变化来探测红外辐射。例如，热敏电阻型探测器利用材料的电阻随温度变化的特性，当吸收红外辐射后，热敏电阻的温度升高，电阻值发生变化，通过测量电阻的变化来检测红外辐射；热电型探测器则利用某些材料的热电效应，当吸收红外辐射后，材料两端产生温差，从而产生热电势，以此来探测红外辐射。热探测器的响应速度相对较慢，但不需要低温冷却，结构简单，成本较低。
信号处理与图像生成
红外探测器将接收到的红外辐射转换为电信号后，这些电信号通常是非常微弱的，并且可能包含各种噪声和干扰。因此，需要通过信号放大、滤波等处理，提高信号的质量和稳定性。
经过处理的电信号被传输到图像处理单元，在图像处理单元中，根据不同的算法对信号进行处理和分析，如进行校正、增强、伪彩色处理等。校正可以消除探测器本身的非均匀性等误差，增强可以突出图像中的细节和特征，伪彩色处理则是根据不同的温度范围赋予图像不同的颜色，以便更直观地观察和分析。最后，将处理后的信号转换为可见图像，在显示屏上显示出来。图像中的不同颜色或灰度代表了物体表面不同的温度分布，从而实现了红外热成像。
