熱探測器也通稱為能量探測器 ，其原理是利用輻射的熱效應 ，通過熱電變換來探測輻射 。入射到紅外探測器光敏麵的輻射被吸收後 ，引起響應元的溫度升高 ，響應元材料的某一物理量隨之而發生變化 。利用不同物理效應可設計出不同類型的熱探測器 ，其中最常用的有電阻溫度效應（熱敏電阻） 、溫差電效應（熱電偶 ，熱電堆）和熱釋電效應 。
由於各種熱紅外探測器都是現將輻射轉化為熱並產生溫升 ，而這一過程通常很慢 ，熱探測器的時間常數要比光子探測器大得多 。熱探測器性能也不象光子探測器那樣有些已接近背景極限 。即使在低頻下，它的探測率要比室溫背景極限值低度的探測 。熱探測器的最大優點是光譜響應範圍較寬切較平坦 。