กล้องถ่ายภาพความร้อนสร้างภาพจากความร้อน ไม่ใช่แสงที่ตามองเห็น ความร้อน (หรือที่เรียกว่าอินฟราเรดหรือพลังงานความร้อน) และแสงเป็นทั้งสองส่วนของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า แต่กล้องที่สามารถตรวจจับแสงที่มองเห็นได้จะไม่เห็นพลังงานความร้อน และในทางกลับกัน กล้องจับความร้อนจับพลังงานอินฟราเรดและใช้ข้อมูลเพื่อสร้างภาพผ่านเอาต์พุตวิดีโอดิจิตอลหรืออนาล็อก

   มาตรฐานทั่วไปในปัจจุบันสำหรับกล้องจับความร้อนจะแสดงวัตถุที่มีอุนหภูิมสูงกว่าปกติ มีความร้อนขึ้นโดยมีเฉดสีเหลืองส้มซึ่งจะสว่างขึ้นเมื่อวัตถุร้อนขึ้น วัตถุที่เย็นกว่าจะแสดงด้วยสีน้ำเงินหรือสีม่วง  พลังงานอินฟราเรดมีความยาวคลื่นเริ่มต้นที่ประมาณ 700 นาโนเมตร และขยายไปถึงประมาณ 1 มม. ความยาวคลื่นที่สั้นกว่านี้เริ่มมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า กล้องถ่ายภาพความร้อนใช้พลังงานอินฟราเรดนี้เพื่อสร้างภาพความร้อน เลนส์ของกล้องจะโฟกัสพลังงานอินฟราเรดไปยังชุดอุปกรณ์ตรวจจับ จากนั้นจะสร้างรูปแบบที่มีรายละเอียดซึ่งเรียกว่าเทอร์โมแกรม จากนั้นเทอร์โมแกรมจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อสร้างภาพความร้อนที่เราสามารถมองเห็นได้ง่ายขึ้น