自然界中，一旦物体之间或同一物体的不同部位间存在温度差，热能就会从热的区域传向冷的区域，直到达到热平衡，此现象称为热传递，这条原理对热像仪特别是红外热像仪的测量有重要的意义。据亚辰电子(www.yachen.com.cn)了解，热传递以下列三种主要的方式进行：
一、热传导
热传导从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分。热传导是固体中热传递的主要方式，在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时存在。各种物质都能够传导热，但是不同物质的传热本领不同，传导只是能量传递而不是分子运动。
善于传热的物质叫做热的良导体，不善于传热的物质叫做热的不良导体。各种金属都是热的良导体，而瓷、纸、木头、皮革及塑料等都是热的不良导体，这些不良导体都是绝热材料的最佳选择。典型的热导体的例子：煎锅，热从扁平的锅盘传到冷的需加工的食材上。
影响热传导的因素主要有：材料的导热系数，温差大小，热传递的区域大小。
二、热对流
对流是流体(气体、液体)中热传递的主要方式。热量靠物质的流动从一部分向另一部分转移的传递方式称为对流。对流往往自发产生，这是由于温度不均匀性所引起的压力或密度差异的结果，含热的液体或气体，体积因热而膨胀，密度减少，于是因重量减轻而上升，其周围冷的部份就补充其原来的位置，从而形成了对流。对流必与传导同时发生。
墨西哥湾流是一个典型的对流例子，墨西哥湾是个巨大的温热“蓄水库”，温暖的海水沿着北美大陆边缘自西南向东北方向流动，在流动过程中，海水会逐渐变冷，湾流对欧洲的作用类似一个加热系统，影响了整个欧洲的温度状况。而热气球的升空过程也是一个典型的热对流案例。
影响热对流的因素主要有：对流区域面积的大小，温差的大小，热对流系数，该系数描述相对流动性的热转效率。
三、热辐射
高温热源通过空间射向低温物体，使低温物体受热升温，这种热量的传递方式叫做辐射。辐射对于热像仪来说是尤为重要，辐射勿需任何介质，不需要接触，就能够发生热交换，热辐射其实就是以波的形式达到热交换的目的。所有绝对零点以上的物体都有辐射，其辐射量和准确的波长主要由物体温度决定，这是使用红外探测温度的基础。
物体的辐射性能是红外热像仪测量的基础，通过探测物体表面不同的辐射能量，显示出温度的差异，这是热像测量的方法所检测的对像。热传导影响物体的热容，如水具有相对高的热容量，根据这种性质，意味着潮湿区域可直接被检测。如屋顶的泄漏检测，由于对流对热散的影响，根据热在潮湿区域保持时间更长性质，可将潮湿区检测出来。