在电磁波中，波长介于微波与可见光之间的电磁波称为红外线（Infrared，也称为热辐射），其波长在760纳米至1毫米之间，是波长比红光长的非可见光。大自然中的物体只有当温度高达1000摄氏度以上时，才能够发出可见光。相比之下，我们周围所有温度在绝对零度（零下273摄氏度）以上的物体，都会不停地发出热红外线。所以，热红外线是自然界中存在最为广泛的辐射。
在电磁波频谱中，靠近红光波长的红外线称为近红外线，波长在700～2000纳米 ；与此相应的还有中红外线和远红外线，波长范围分别是3000～5000纳米和8000～14000纳米。
红外线与电磁波的其他“成员”相比，有另外两个重要的特性。
1.大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对中、远红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点，热红外成像技术在军事上提供了先进的夜视装备并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在现代战争中发挥了非常重要的作用。
2.物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点可以用来对物体进行无接触温度测量和热状态分析，从而为工业生产、节约能源、保护环境等方面提供一个重要的检测手段和诊断工具。
红外制导是利用红外探测器捕获和跟踪目标自身辐射的能量来实现寻的制导的技术，是当今红外技术的重要军事应用之一，是非常有效的精确制导打击手段。红外制导方式可分为两大类，一类为点源制导，另一类为红外成像制导。红外制导的发展已有近50年的历史，从点源发展到红外成像，现在还在向着“智能化”方向发展。红外制导主要用于空对空导弹、空对地导弹和地对空导弹，已广泛发展为反坦克导弹、空对地导弹、地对空导弹、空对空导弹、末制导炮弹、末制导子母弹以及巡航导弹等。
红外成像制导是利用红外探测器探测目标的红外辐射，以捕获目标红外图像的制导技术，其图像质量与电视相近，但却可在电视制导系统难以工作的夜间和低能见度下作战。红外成像制导技术已成为制导技术的一个主要发展方向。
自然界中任何温度高于绝对零度的物体都有热辐射，不同温度物体的热辐射效率不同。红外成像制导系统所要探测的目标（飞机、导弹、坦克、车辆），其发射的热辐射效率大大高出天空背景的热辐射效率。因此，红外成像制导系统可以根据目标和背景之间不同的热辐射效率，利用红外探测器描绘出一幅如同电视图像一样清晰可见的温差图像，从而实现对目标的识别、捕捉、锁定、跟踪。
红外成像寻的制导导弹是指弹上摄像头对目标探测时，将目标按辐射源处理，摄取目标及背景的红外图像并进行预处理，得到数字化目标图像。经图像处理和图像识别后，区分出目标、背景信息，识别出要攻击的目标并抑制噪声信号。跟踪处理器形成的跟踪窗口的中心按预定的跟踪方式跟踪目标图像，并将误差信号送到摄像头跟踪系统，控制摄像头继续瞄准目标。同时，向导弹的控制系统发出导引指令信息，控制导弹的飞行姿态，使导弹飞向选定的目标。红外成像制导的导引头能对目标实现边搜索边跟踪，是一种射后不管的制导武器。
红外成像寻的制导的工作波段一般选择在中波3000～5000纳米和长波8000～12000纳米的红外波段上。
红外成像制导的成像方式有2种，一种是光机扫描成像，另一种是凝视成像。先进近程空对空导弹采用的是凝视成像，其导引头主要由2部分组成：红外成像探测器和信号处理器。
红外凝视成像探测器好像人的眼睛一样，由位于前部的远焦系统将探测器视场内的全景聚焦到一个焦平面阵列上，阵列上的每个探测元仅凝视景物的一小部分。红外焦平面阵列是在一个面积很小的微电子电路芯片上制造成千上万个微型红外探测像元。焦平面阵列具有很高的灵敏度，可以探测背景的温差为干分之几摄氏度的目标。对来自阵列的热数据采用适当的方法进行数字处理，结果可以得到目标信息和威胁程度的顺序排列。
AIM-9X“响尾蛇”导弹的探测器
以美国AIM-9X“响尾蛇”导弹为例，其探测器采用一个凝视焦平面阵列，像素数为1024×1024，材料为锑镉汞。这些探测单元都集成在一块硅片上，硅片的另一面是同等数量的红外电荷耦合器件（CCD）。
红外凝视成像探测器能追踪做各种机动飞行的目标。因为探测器探测的是探测目标与背景的热对比而不是光强，所以灵敏度很高，探测距离超过5千米。还因为它还能探测目标蒙皮的热辐射，所以使导弹能全向对目标实施攻击。特别是成像制导显出的是目标图像，因此可以有选择地引导导弹去攻击目标的要害部位或薄弱部位，这种导引的精度极高。
红外成像导引头的第二个主要部件是信号处理器。信号处理是指信号处理器对来自探测器阵列的视频信号进行实时分析、目标识别、目标跟踪和制导。通常需要每秒处理数百万甚至数千万的像元数据。因此，要求信号处理器具有信息存储容量大、计算速度高、误码率低等特点，还要求体积小、重量轻。信号处理过程分为三个阶段：预处理、视频信号处理和目标位置数据处理。预处理就是把阵列传来的信号输入滤波器中，达到图像增强、背景抑制的目的。视频信号处理就是提取目标特征和决策分类。最后一步就是确认出目标并给出控制指令。信号处理器是由高速集成电路和高速微处理计算机组成的。
实例
自20世纪80年代以来，红外成像制导技术得到了突飞猛进的发展，红外成像制导导弹已经发展到了第二代，第一代产品已逐渐退出现役。
第二代红外成像制导技术采用了能致冷的锑化铟元件，无论从抗干扰能力还是作用距离都大大提高，并且使导引头有更大的视角和跟踪加速度，攻击角可达270度。第二代红外成像制导导弹的典型代表有美国的“坦克破坏者”（Tank Breaker）导弹、欧洲的ASRAAM、美国AIM-9X“响尾蛇”的后续型号、法国“麦卡”空对空导弹、以色列的“怪蛇”等导弹。
以色列“怪蛇”-4导弹
英国皇家空军“台风”战斗机翼下挂载的ASRAAM红外制导导弹
无源红外制导导弹含有红外导引头，可自动跟踪目标的热辐射信号，并在接近目标时向比例导引系统发送指令。它们也属于“发射后不管”导弹。
由于具备高机动性（因为质量轻）加上在高空时的传播衰减较低，该类型导弹被大量用作中程空空导弹；在低空时传播衰减较高，用作近程地空导弹使用。这些导弹通常为便携式和肩射式（一般称为单兵便携式防空导弹，MANPAD），用于保护地面部队和装甲车辆（在当前时期，也被恐怖分子所用）。
光电热像仪属于被动探测系统，工作波长为3～5 μm和8～12 μm，它可以在夜晚和白昼，利用目标场景的温度变化或梯度，生成类似电视画面的图像。因此，光电热像仪也被称为夜视装置。
光电热像仪有两种类型：前视红外系统（FLIR）和红外搜索跟踪系统（IRST）。前视红外系统（或光电成像仪）是在地面反射条件下用于监视、探测和识别目标。红外搜索跟踪系统主要用于地-空或空-空作战，能在天空背景下对指定的航空航天之类“热点源”目标进行大搜索范围高角精度的探测，并随后采用锁定跟踪或边扫边跟踪方式对目标进行角跟踪。红外制导导弹和红外制导武器的导引头可以看作特殊类型的红外搜索跟踪系统。
基本的前视红外系统和夜视系统主要由光学透镜、扫描仪/探测器、信号处理器和显示器等部分组成。
光学透镜收集源产生的电磁辐射，然后将电磁辐射转移到探测器，探测器又将电磁辐射转换成电信号。光电探测器一般通过改变电阻率（光电导检波器）或产生电流（光伏检波器）来转换电磁辐射。之后对电信号进行处理，以提高信噪比和确定目标在参考坐标系内的位置。
探测器部分可以是一个单独探测器、一个由探测器构成的线阵或二维阵列。探测器部分为一个单独探测器时，需采用两个扫描仪对目标空间进行扫描，一个水平旋转，另一个垂直旋转。扫描仪在两个维度上扫描场景，然后在显示器平面顺序生成物体的图像。常用的扫描方式包括光栅扫描和玫瑰型扫描。
基本前视红外系统框图
探测器部分为一个线阵时，可采用推扫或圆周扫描的方式扫描物体空间。对于二维探测器阵列，会有更多分辨单元并行地映射到称为焦平面阵（FPA）的探测器感光面上，利用此阵列可凝视整个场景。
凝视焦平面阵列适用于需要高分辨率的监视和跟踪应用，如空-地或空-空作战。
红外系统的探测性能（及相关信噪比）可通过下列公式计算得出。在下列公式中，为简单起见，暂将大气与设备损耗忽略不计，但在后文中会再次引入。
红外探测器的工作参数
黑体辐射度和λM与温度的关系，黑体辐射度可根据普朗克辐射定律得出，图中垂直虚线标出了在所示黑体温度处最大能量辐射要求的波长；（b）“海盗”红外搜索跟踪系统
几种背景温度下草地的微分热发射率
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