紅外線是電磁波譜的一個(gè)部分，紅外系統(tǒng)是用于紅外輻射探測(cè)的儀器。根據(jù)普朗克輻射定理，凡是絕對(duì)溫度大于零度的物體都能輻射電磁能，物體的輻射強(qiáng)度與溫度及表面的輻射能力有關(guān)，輻射的光譜分布則與物體溫度密切相關(guān)。

 
在電磁波譜中，我們把人眼可直接感知的0.4～0.75微米波段稱為可見(jiàn)光波段，而把波長(zhǎng)從0.75至1000微米的電磁波稱為紅外波段，紅外波段的短波端與可見(jiàn)光紅光相鄰，長(zhǎng)波端與微波相接。可見(jiàn)光輻射主要來(lái)自高溫輻射源，如太陽(yáng)、高溫燃燒氣體、灼熱金屬等，而任何低溫、室溫或加熱后的物體都有紅外輻射。
 
早在1800年，英國(guó)天文學(xué)家赫胥爾為尋找觀察太陽(yáng)時(shí)保護(hù)自己眼睛的方法就發(fā)現(xiàn)了這一“不可見(jiàn)光線”。但是，紅外技術(shù)取得迅速發(fā)展還是在二次大戰(zhàn)期間和戰(zhàn)后的幾十年，推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的原因主要是由于軍事上的迫切需要和航天工程的蓬勃開(kāi)展。
 
通常情況下，紅外儀器總被認(rèn)為是一種無(wú)源、被動(dòng)式的探測(cè)儀器，因?yàn)樗饕綔y(cè)來(lái)自被測(cè)物體自身的紅外輻射。例如：紅外輻射計(jì)、熱像儀、搜索跟蹤設(shè)備等就不需要像雷達(dá)系統(tǒng)那樣的大功率輻射源，紅外儀器可對(duì)物體自身熱輻射進(jìn)行非接觸式的檢測(cè)，從中反演出物體溫度或輻射功率、能量等。紅外系統(tǒng)具有全天時(shí)、隱蔽性好、不易為敵方干擾等，適合軍事應(yīng)用。
 
但是，并非所有的紅外儀器都是無(wú)源的。因?yàn)椋矬w自身熱輻射外，自然或人工輻射源與物質(zhì)相互作用也能產(chǎn)生電磁輻射。電磁輻射與物體的相互作用可以表現(xiàn)為反射、吸收、透射、偏振、熒光等多種形式，利用不同作用機(jī)理，可研制出門類眾多的紅外儀器。如利用物體反射、吸收電磁輻射時(shí)的光譜特征，可測(cè)量分析物體水份、材料組分等。這一類紅外探測(cè)儀器還是需要輻射源的。
 
習(xí)慣上，我們都是根據(jù)儀器自身是否帶輻射源來(lái)劃分被動(dòng)式或主動(dòng)式探測(cè)儀器。儀器的命名也有所不同，如我們把被動(dòng)式的輻射測(cè)量設(shè)備稱之為輻射計(jì)，如紅外輻射計(jì)、微波輻射計(jì)。而主動(dòng)式的輻射探測(cè)設(shè)備相應(yīng)地稱為紅外雷達(dá)、微波雷達(dá)。       紅外線測(cè)溫儀
 
紅外系統(tǒng)的信息流程通常包含輻射產(chǎn)生、傳輸、采集、光電轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理等環(huán)節(jié)。紅外光、可見(jiàn)光本質(zhì)上都是電磁波，波段相鄰，紅外儀器與可見(jiàn)光儀器的工作原理、信息流程幾乎相同，所用的光學(xué)系統(tǒng)、探測(cè)器雖有差異，但其作用機(jī)理、設(shè)計(jì)方法相似之處甚多，許多遙感儀器也經(jīng)常集成了可見(jiàn)光通道和紅外探測(cè)通道。
 

 

紅外系統(tǒng)技術(shù)涉及紅外物理、紅外光學(xué)、紅外探測(cè)器、信號(hào)檢測(cè)與處理等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，是一門工程性很強(qiáng)的綜合性學(xué)科。可以用輻射、光譜、空間、時(shí)間等特性來(lái)描述一個(gè)紅外系統(tǒng)的性能。具體表現(xiàn)為：
    輻射特性：系統(tǒng)探測(cè)靈敏度、信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍；
    光譜特性： 波段、光譜分辨率；
    空間特性： 探測(cè)視場(chǎng)、瞬時(shí)視場(chǎng)（空間分辨率）；
    時(shí)間特性： 掃描速率、掃描效率、電子帶寬、數(shù)據(jù)率等；
 
紅外系統(tǒng)的綜合性能受到光學(xué)結(jié)構(gòu)、探測(cè)器、掃描方式等多種因素的限制，而且各種特性相互制約，例如系統(tǒng)的光譜、空間、時(shí)間性能會(huì)限制系統(tǒng)的輻射能量。高空間分辨率、高光譜分辨率的快速掃描輻射計(jì)，不可能獲得較高的系統(tǒng)信噪比。因此，設(shè)計(jì)紅外系統(tǒng)必須從應(yīng)用需求出發(fā)，合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)的各個(gè)組成環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)綜合性能得以優(yōu)化。

紅外系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域又十分廣泛，除軍事、航空航天遙感外，在工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)學(xué)診斷、科學(xué)研究等方面也應(yīng)用甚廣。應(yīng)用實(shí)例主要包括兩類，一類是輻射定量檢測(cè)，如遙感輻射計(jì)。另一類是目標(biāo)識(shí)別與定位，如軍用搜索跟蹤設(shè)備、衛(wèi)星姿態(tài)檢測(cè)設(shè)備等。    紅外線測(cè)溫儀
 
前一類系統(tǒng)對(duì)遙感數(shù)據(jù)的定性、定位、定量有較為嚴(yán)格的要求，對(duì)定時(shí)的要求則次之。定性是指“何物”，要求系統(tǒng)具有足以識(shí)別物質(zhì)屬性的光譜分辨率和光譜定位精度。定位是指“何處”，即準(zhǔn)確的空間分布。定量是指“多少”，應(yīng)將儀器的輸出反演為輻射源的溫度或反射率。定時(shí)是指系統(tǒng)的時(shí)效，即數(shù)據(jù)采集速度。后一類系統(tǒng)雖然對(duì)定量的要求稍次，但要求系統(tǒng)有較高的實(shí)時(shí)性，即快速反應(yīng)能力，它的定性、定位能力表現(xiàn)在復(fù)雜背景下弱小目標(biāo)的提取，識(shí)別和精確測(cè)向。