温度测量可以分为两类：接触式和非接触式。接触式热电偶、RTD和温度计在温度测量应用中*为普遍。由于测量的是它们自身的温度因此它们必须接触目标，它们的响应相对较慢，但它们比较便宜。非接触式温度传感器测量目标发射的红外线能量，它们响应快，通常用来测量移动目标或间歇性目标，真空中的目标，以及测量由于恶劣环境、结构限制或而无法接近的目标。它们的成本较高，但在某些情况下，它们的成本与非接触式设备相当。
红外线辐射由艾萨克�牛顿爵士于1666年发现，他通过让白色光透过玻璃棱镜，将白色光束分解成彩虹的颜色，从阳光中分离出电磁能量。1800年，威廉�赫歇尔爵士进一步测量了每种颜色的相对能量。他还发现了可见光以外的能量。20世纪初，普朗克、斯蒂芬、玻尔兹曼、维恩和基尔霍夫进一步确定了电磁波谱的活动，并且发展了用来确定红外线能量的定量数据和方程式。
这项研究使人们有可能利用基本黑体辐射曲线（参见图1）确定红外线能量。从该图中可以得出，温度高于-273˚C的物体辐射出的能量数量与其温度的四次方成比例。黑体辐射概念是红外线测量法的基础。然而，术语"发射率"为这些基本物理定律增加了变数。发射率衡量灰体（非黑体）放射出的热辐射量与相同温度的黑体的热辐射量之比。（灰体指在所有波长具有相同光谱发射率的物体；非灰体指发射率随波长而改变的物体，例如铝。）