En fonction de la température de fonctionnement et des besoins en refroidissement, les détecteurs infrarouges peuvent être divisés en refroidis et non refroidis. Les capteurs d'imagerie thermique non refroidis fonctionnent à température ambiante, ce qui entraîne une réponse lente et une sensibilité relativement faible. Tandis que les détecteurs infrarouges refroidis fonctionnent à température cryogénique. La raison en est que le détecteur infrarouge refroidi est essentiellement un détecteur de photons et doit être refroidi à basse température pour fonctionner de manière optimale.
Les systèmes d'imagerie thermique sont utilisés pour observer les sources de chaleur. Pour obtenir une sensibilité maximale du système, la plupart des systèmes d'imagerie thermique utilisent des détecteurs refroidis cryogéniquement, qui fonctionnent généralement à des températures d'azote liquide de 77K ou moins. Si ces détecteurs infrarouges à réseau plan focal (FPA) peuvent détecter l'énergie thermique au-delà de la scène observée, la sensibilité est réduite.
De plus, si l'amplitude de l'énergie non liée à la scène varie avec le champ de vision, une distorsion d'image indésirable peut en résulter. Pour maximiser la sensibilité du système et éviter la distorsion de l'image, le FPA infrarouge doit être refroidi cryogéniquement et monté dans une "bouteille" ou un ensemble Dewar thermiquement isolé. Les systèmes d'origine incorporaient des bouteilles à vide miniatures, appelées dewar, qui étaient remplies d'azote liquide.
Le détecteur infrarouge refroidi est le composant principal du système d'imagerie thermique refroidi. Un environnement à basse température et constant approprié est formé par un micro-refroidisseur cryogénique, de sorte que le détecteur photoélectrique sensible aux infrarouges emballé dans le corps principal du dewar à ultra-vide puisse convertir le rayonnement infrarouge en signaux électriques. Ensuite, les signaux électriques seront collectés et amplifiés par le circuit de lecture pour traiter l'image et finalement sortir des images ou des vidéos qui peuvent être observées par l'œil humain.