紅外熱像儀通常由光機組件、調焦/變倍組件、內部非均勻性校正組件（以下簡稱內校正組件）、成像電路組件和紅外探測器/制冷機組件組成。光機組件主要由紅外物鏡和結構件組成，紅外物鏡主要實現景物熱輻射的匯聚成像，結構件主要用于支承和保護相關組部件；調焦/變倍組件主要由伺服機構和伺服控制電路組成，實現紅外物鏡的調焦、視場切換等功能；內校正組件由內校正機構和內校正控制電路組成，用于實現紅外熱像儀的內（非均勻）性校正功能；成像電路組件通常由探測器接口板、主處理板、制冷機驅動板和電源板等組成，協同實現上電控制、信號采集、信號傳輸、信號轉換和接口通訊等功能。紅外探測器/制冷機組件主要將經紅外物鏡傳輸匯聚的紅外輻射轉換為電信號。