紅外熱成像通常采用兩種不同的方法：被動和主動。在被動紅外熱成像中，無需任何外部熱刺激即可測量來自目標物體的輻射，該信息可用于溫度測量。另一方面，在主動紅外熱成像中，樣本會受到外部熱刺激。熱量的傳播取決于材料的熱特性，但也取決于表面異常，這會導致目標表面的溫度差異。在這種情況下，測得的輻射來自目標對外部激發的熱響應。

使用紅外熱成像進行溫度測量的最重要的校準參數是發射率。此參數指示在相同溫度下，目標對象發出的輻射與黑體發出的輻射相比有多少。因此，與在相同溫度下具有高發射率的材料相比，低發射率的材料發出的紅外輻射要少。在低輻射率材料中，精確的輻射率測量尤為重要。在具有高發射率的物體中，所選發射率值的細微變化只會導致最終表面溫度發生微小變化。但是，在低輻射率的物體（例如拋光鋼或鋁）中，溫度測量特別復雜。因為輻射率的小變化會導致所得溫度的大變化。有一個通用的發射率測量程序，必須加熱目標物體，直到其達到實際工作條件下所能達到的溫度為止。可以使用熱電偶來獲得參考溫度，盡管對于低溫而言，更常見的是在溫度測量中使用相同的紅外設備，將一塊已知發射率的膠帶粘在樣品上。前一種方法稱為接觸法，后一種方法稱為參考發射率材料法。一旦知道了加熱件的實際溫度，就可以使用紅外設備再次測量樣品，但是這次是在物體表面而不是在電氣膠帶上。然后更改發射率的配置，直到測量到實際溫度為止。最終配置的發射率是對象的發射率。圖中顯示了使用此方法在測量過程中獲取的紅外圖像。可以看出，膠帶具有很高的發射率，這導致更高的表觀溫度。

圖為紅外熱成像

反射溫度也是一個重要的參數，尤其是在目標對象的反射率較高時（低發射率的材料）。有兩種常見的測量反射溫度的方法：反射器方法和直接方法。反射器方法更為常見，因為它更易于應用并提供更好的結果。反射器方法使用校準的反射標準物，例如金金屬涂層（具有2％至20 μm的95％恒定反射率）。常用的替代方法是將一塊鋁箔弄皺并重新壓平。將反射器放置在紅外熱像儀的視場中，并假設發射率為1且距離為零，則測量反射器的溫度。最后，通過使用反射器的溫度作為反射溫度來重復測量，所得的溫度值是最終反射溫度。