دوربین های مداربسته حرارتی تا حدی ساختاری مشابه دوربین های مداربسته عادی دارند. در این نوع دوربین ها بسیاری از قسمت های دوربین عملکردی مشابه دارند.                                         
دوربین حرارتی از طریق یک لنز پرتوهای گرمایی منتشر شده توسط اجسام را بر روی چیپ تصویر گرمایی متمرکز می کند. چیپ تصویر این دوربین ها به جای دیود حساس به نور از دیودهای حساس به پرتوهای گرمایی تشکیل شده است. این دیودها پس از برخورد پرتوهای گرما با توجه به شدت آن مقداری از ولتاژ را ایجاد می کنند که در نهایت به اطلاعات دیجیتال یا سیگنال های آنالوگ تبدیل می شود و از این طریق شما خواهید توانست آنها را در یک نمایشگر ببینید.این دوربین ها کاملاً غیرفعال(پسیو) بوده یعنی هیچ انتشار الکترومغناطیسی از خود ندارند و در نتیجه مثلا در مناطق نظامی، دشمن از وجود آن مطلع نمی شود. دوربین های حرارتی با دریافت طیفی از امواج الکترومغناطیسی از اجسام که در محدوده امواج فروسرخ قرار دارد، کار تشخیص اجسام و ایجاد تصویری از آنها را اجرا می کنند.  از این رو دوربین های حرارتی می توانند در شرایط نامساعد جوی مانند مه، دود، گرد و غبار و در مجموع تمام شرایط آب و هوایی، تصویری از محیط ایجاد كرده و در كاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند.

طبق قانون بولتزمن هر جسمی  در دمای بیشتر از صفر مطلق (273- درجه سانتیگراد) انرژی از خود ساطع می کند. امواج الکترومغناطیسی ساطع شده توسط هر جسم طیف پیوسته ای را می پوشاند و طبق قانون وین طول موج پیک و میزان توان گسیلی آن به دمای جسم بستگی دارد( Wine Law : λ_max=2880/T_k ) به طور مثال ماکزیمم تشعشع در  بدن دمای37oc دربیشترین طول موج(λ_max)حدود  9/3mµ ، درسنگ آهن ماکزیمم تشعشع در °300 برای طول موج   6/5mµ و در خورشید ماکزیمم تشعشع در دمای   ° 5500  درطول موج   0.5mµ رخ می دهد. نور مرئی که قابل تشخیص توسط چشم انسان هست، دارای طول موج های 700nm -400nm می باشد.طول موج نور افکن های مادون قرمز بالای  850nm و طول موج مادون قرمز تشعشعی از 2 تا  1000میکرون می باشد.

آشکار ساز مادون قرمز حرارتی
        آشکار ساز به عنوان مهمترین بخش دوربین حرارتی  مادون قرمز که وظیفه ی تبدیل تشعشع مادون قرمز به سیگنال الکتریکی را دارد به دو نوع سرد شونده(cooled)وغیر سرد شونده (uncooled)تقسیم می شوند. آشكار سازها بر اساس نحوه ايجاد سيگنال الكتريكي به انواع آشكارسازهاي حرارتي و فوتوني يا كوانتمي تقسیم مي شوند.
آشکار ساز سردشونده(cooling type)
           آشکار ساز فتوولتائیک بر اساس تشخیص فوتون است . مدار مجتمع خنک کننده برای خنک کردن آشکار ساز و در نتیجه کم کردن  نویز حرارتی سیگنال بکار می رود. با توجه به این قابلیت، میزان آشکارسازی این نوع دوربین ها و سرعت واکنش نشان دادن آنها بیشتر است. این نوع دوربین ها دارای کیفیت تصویر بسیار عالی ،گرانقیمت و حجیم می باشند.
آشکار ساز غیر سردشونده(un-cooled)
       آشکار ساز میکروبلومتر بر اساس تشخیص گرما که  شامل آشکار سازهای  پلی کریستالین سیلیکون و اکسید وانادیم هستند. این دوربین ها نسبت به قیمت پایین واندازه کوچک دارای کیفیت تصویر مناسبی هستند.
ترموگرافی
          هر جسمی در دمای بالای صفر مطلق گرچه نور ندارد ولی تشعشع گرمایی مادون قرمز خواهد داشت .در دوربین های حرارتی تشعشعات ساطع شده ناشی از اختلاف دما به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود که پس از تقویت شدن بر اساس دمای جسم تصویر حرارتی ایجاد می شود.
پنجره جوی
        انرژی تشعشع شده از خورشید مقداری توسط ذرات هوا منعکس،جذب وپخش می شوندوبقیه پس از عبور به زمین می رسندکه به آن پنجره جوی می گویند. از اين ميان فقط در ناحيه ( 5 – 3 و 12 – 8 ميكرو متر )براي ساخت و بكارگيري سيستم تصوير بردار مادون قرمز ( غير فعال ) يعني تصوير بردار حرارتي مناسب است. زيرا اجسام در دماي محيط فقط در اين دو ناحيه تابش خود به خودي قابل توجه اي داشته و توسط تأثيرات اتمسفري جذب نمي‌شوند . چون تابش مادون قرمز نسبت به تابش مرئي در جو زمين و هواي مه آلود و دود كمتر جذب می‌شود، بنابراين اينگونه دوربين‌ها در اين شرايط آب و هوايي نامساعد نيز قابل استفاده مي باشند .   مقدار تابش شده توسط خورشيد در ناحيه ( 5 – 3 ميكرو متر) حدود 25 وات بر متر مربع و در ناحيه( 12 – 8 ميكرو متر ) در حدود 5/1 وات بر متر مربع است و لذا در روزهاي آفتابي ، تابش خورشيد می‌تواند شكل حرارتي تصوير دوربين در ناحيه اول را بطور عمده تغيير دهد ولي روي تصوير در ناحيه ( 12 –8 ميكرو متر ) تأثير اساسي ندارد
مزاياي دوربين های حرارتی نسبت به ديد درشب
● اين دوربين ها توانايي ايجاد تصوير در شب و روز تا برد بالارا دارا مي باشند .
● در این دوربین ها برخلاف دوربین های پیشین، نور ابداً اهمیتی ندارد و برای مثال اگر این دوربین ها روبروی یک پروژکتور 18000 وات قرار بگیرند هیچ تاثیری در تصویر خروجی دوربین نخواهند داشت.              
● دوربين حرارتي قابل آشكار شدن نمي‌باشد چون نياز به منبع خارجي ندارد و تابش خود اجسام را دريافت مي كند اما دوربين هاي ديد در شب براي رؤیت هدف نياز به يك منبع كمكي دارندكه باعث می‌شوددر ميدان رزم توسط دشمن مجهز به سيستم هاي ديد در شب مشاهده شوند.
نقاط ضعف
دوربین های حرارتی با توجه به دادن تصویر حرارتی از صورت، نمیتوانند امکان تشخیص هویت افراد را ایجاد کنند و همچنین پر هزینه هستند..

انواع دوربین حرارتی SUNELL
      دوربین های حرارتی کمپانی سانل در دو طبقه بندی جهت تشخیص نفرات و اتومبیل در انواع باکس ، بولت ، متحرک سریع ، ترکیبی با دوربین معمولی ،... طراحی و به تولید رسیده است