與傳統的表面測溫方法相比，熱成像測溫儀可以在一定距離內實時、定量、在線檢測加熱點的溫度，還可以通過掃描繪制出運行中設備溫度梯度的熱像。而且靈敏度高，不受電磁場干擾，便于野外使用。它可以在-20℃ ~ 2000℃的大范圍內以0.05℃的高分辨率檢測電氣設備的熱故障(根據熱效應，通過專用設備可以獲得設備表面發出的紅外輻射信息，進而判斷設備狀況和缺陷性質)，揭示如導體接頭或線夾發熱、電氣設備局部熱點等。

熱成像測溫儀利用紅外探測器、光學成像物鏡和光機掃描系統(目前先進的焦平面陣列結構技術省略了光機掃描系統)接收被測物體的紅外輻射能量分布圖，并反射到紅外探測器的光敏元件上。在光學系統和紅外探測器之間，有一個光機掃描機構(焦平面陣列結構測溫儀沒有這種機構)來掃描被測物體的紅外熱像，并聚焦在機組或光譜探測器上，探測器將紅外輻射能量轉化為電信號，紅外熱像經放大、轉換或標準視頻信號后通過電視屏幕或監視器顯示出來。該熱圖像對應于物體表面上的熱分布場，實際上是被測物體各部位紅外輻射的熱像分布圖較弱，與可見光圖像相比缺乏層次感和立體感。因此，在實際動作過程中，為了更有效地判斷被測物體的紅外熱分布場，往往采用一些輔助措施來增加儀器的實用功能，如圖像亮度和對比度的控制、真實標記校正、偽彩色描繪等技術。

熱成像測溫儀一般分為掃描成像系統和非掃描成像系統，光機掃描成像系統采用單元或多元(單元數為8、10、16、23、48、55、60、120、180甚至更多)光電導或光伏紅外探測器，使用單元探測器時速度慢，主要是幀幅響應時間不夠快，多元陣列探測器可制成高速實時測溫儀。非掃描熱成像測溫儀，如新一代焦平面陣列凝視成像的焦平面測溫儀，性能遠優于光機掃描測溫儀，有逐步取代光機掃描測溫儀的趨勢。在現場測量溫度時，只需對準目標拍攝圖像，將上述信息存儲在機器中的PC卡上，即完成所有操作。各種參數的設置可以通過軟件進行修改和數據分析，終可以直接得到檢測報告。