红外线是一种热辐射，对于一个热辐射体其波长λ，与温度T、辐射量密度W三者间的关系服从如下几个物理学定律。
1.普朗克(Planck)公式。在单位时间内，从黑体表面的单位面积在半球内所辐射的能量对波长的分布关系为：辐射体的辐射能量是量子化的，随着温度升高，辐射能量功率增大。
2.斯忒藩-玻尔兹曼(Stefan-Boltzmann)定律。从1cm²黑体表面辐射到半球面空间的总辐射通量为波长0-∞（0到无穷大）范围内普朗克公式的积分。即黑体的总辐射通量仅与表面温度有关，并且与温度的4次方成正比。即当温度升高时，物体的总辐射量迅速增加。若测量出物体的辐出度，则可推算出它的温度，这就是红外测温及红外热成像的基本原理。
3.维恩(Wieng)位移定律。辐射通量密度的峰值波长与绝对温度成反比。表明随着温度的升高，最大辐射能的波长λm（辐射通量的峰值波长）要向短波方向移动。
4.基尔霍夫（Kirchhoff）定律。好的吸收体必然是好的辐射体。所谓“黑体”是一个理想的辐射体，它能全部吸引或全部发散辐射能量。但自然界并不存在真正的绝对黑体。任何物体在任何温度下，对某一波长的辐出度和吸收率的比值皆相等，并且等于该温度下黑体对该波长的辐出度。
