Η κάμερα υπερύθρων είναι μια συσκευή υπερύθρων που δημιουργεί εικόνες από υπέρυθρη ακτινοβολία. Γνωστή και ως θερμογραφική κάμερα, μια κάμερα IR χρησιμοποιεί μήκη κύματος μεγαλύτερα από το ορατό φως για να δημιουργήσει εικόνες ακόμα και στο απόλυτο σκοτάδι. Οι δύο κύριοι τύποι καμερών είναι οι ανιχνευτές υπερύθρων με ψύξη και οι ανιχνευτές υπερύθρων χωρίς ψύξη.
Η βασική λειτουργία μιας κάμερας IR λειτουργεί ανιχνεύοντας την ποσότητα ακτινοβολίας που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο με βάση τη θερμοκρασία του. Όσο πιο ζεστό είναι το αντικείμενο, τόσο περισσότερη ακτινοβολία εκπέμπει και τόσο πιο έντονο θα είναι το χρώμα της εικόνας. Η τυπική κάμερα IR δείχνει την ένταση της εικόνας με βάση το χρωματικό φάσμα. Το πιο καυτό μέρος της εικόνας θα αντανακλά το λευκό και, στη συνέχεια, τα λιγότερο ζεστά μέρη θα αντανακλούν το κόκκινο και το κίτρινο. Τα ψυχρά μέρη θα είναι τα λιγότερο έντονα ή καθαρά και θα αντανακλούν ως μπλε.
Οι ψυχροί ανιχνευτές υπερύθρων χρησιμοποιούν ψύξη για την παραγωγή της εικόνας. Αντί να συλλέγει ακτινοβολία και να τη μετατρέπει σε εικόνα από μόνος του, ένας ψυχρός ανιχνευτής υπερύθρων χρησιμοποιεί μια τεχνική ψύξης γνωστή ως φαινόμενο Joule-Thomson. Με την ψύξη της συσκευής με κρυογονικά, η ακτινοβολία που ανιχνεύεται σε ένα αντικείμενο μπορεί να ξεχωρίσει για να παράγει μια πολύ πιο καθαρή εικόνα από μια παραδοσιακή κάμερα υπερύθρων. Απαιτείται ειδική εκπαίδευση και πιστοποίηση και υπάρχουν τρία επίπεδα πιστοποίησης με βάση την ποσότητα εκπαίδευσης και εμπειρίας που έχει ο αιτών.
Το φαινόμενο Joule-Thomson λειτουργεί αλλάζοντας τη θερμοκρασία ενός αερίου πιέζοντάς το μέσω μιας βαλβίδας. Όταν γίνεται σε περιβάλλον σφραγισμένο σε κενό, όπως μια κάμερα IR, τα εξαρτήματα ημιαγωγών μπορούν να κρυώσουν, γεγονός που επιτρέπει στη συσκευή να μετατρέψει την ακτινοβολία σε πιο ευκρινή εικόνα. Χωρίς το εφέ ψύξης, η εικόνα θα ήταν πολύ πιο ασαφής επειδή θα απορροφηθεί υπερβολική ακτινοβολία από το αντικείμενο κατά τη μετατροπή της εικόνας. Λόγω της δαπάνης των ψυχόμενων ανιχνευτών υπερύθρων, χρησιμοποιούνται συνήθως μόνο για στρατιωτικές, πυροσβεστικές και εναέριες εφαρμογές. Οι αρχές επιβολής του νόμου χρησιμοποιούν επίσης αυτόν τον τύπο κάμερας υπερύθρων για νυχτερινή όραση και αντιτρομοκρατικές δραστηριότητες.
Ο άλλος τύπος κάμερας υπερύθρων είναι ένας μη ψυχόμενος ανιχνευτής υπερύθρων. Αυτός ο τύπος δεν απαιτεί ψύξη και λειτουργεί απλώς στη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ένας μη ψυχόμενος ανιχνευτής υπερύθρων λειτουργεί ανιχνεύοντας τη θερμότητα που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο και μετατρέποντάς την σε εικόνα χρησιμοποιώντας αλλαγές τάσης ή ρεύματος. Μια λιγότερο δαπανηρή εναλλακτική λύση για τους ψυχρούς ανιχνευτές υπερύθρων, ένας μη ψυχόμενος ανιχνευτής υπερύθρων χρησιμοποιείται συχνότερα για τον έλεγχο της ενεργειακής απόδοσης στα κτίρια, την ανίχνευση διαρροών σε συστήματα ψύξης και την ανάλυση αποκατάστασης μούχλας.