Basierend auf der Betriebstemperatur und den Kühlungsanforderungen kann der Infrarotdetektor in gekühlte und ungekühlte unterteilt werden. Ungekühlte Wärmebildsensoren arbeiten bei Raumtemperatur, was eine langsame Reaktion und eine relativ geringe Empfindlichkeit zur Folge hat. Gekühlte Infrarotdetektoren arbeiten hingegen bei kryogenen Temperaturen. Der Grund dafür ist, dass ein gekühlter Infrarotdetektor im Wesentlichen ein Photonendetektor ist und zur optimalen Leistung auf niedrige Temperaturen gekühlt werden muss.
Wärmebildsysteme werden zur Beobachtung von Wärmequellen eingesetzt. Um eine maximale Systemempfindlichkeit zu erzielen, verwenden die meisten Wärmebildsysteme kryogen gekühlte Detektoren, die typischerweise bei Flüssigstickstofftemperaturen von 77 K oder niedriger arbeiten. Wenn diese Infrarotdetektoren in Focal Plane Arrays (FPAs) thermische Energie über die betrachtete Szene hinaus detektieren können, wird die Empfindlichkeit reduziert.
Zusätzlich kann es zu unerwünschten Bildverzerrungen kommen, wenn die Größe der Nicht-Szenen-Energie mit dem Sichtfeld variiert. Um die Empfindlichkeit des Systems zu maximieren und Bildverzerrungen zu vermeiden, muss das Infrarot-FPA kryogen gekühlt und in einer thermisch isolierten "Flasche" oder Dewar-Anordnung montiert werden. Die ursprünglichen Systeme enthielten Miniatur-Vakuumflaschen, sogenannte Deware, die mit flüssigem Stickstoff gefüllt waren.
Der gekühlte Infrarotdetektor ist die Kernkomponente des gekühlten Wärmebildsystems. Eine geeignete niedrige und konstante Umgebungstemperatur wird durch einen Mikrokryokühler gebildet, so dass der im Hauptkörper des Ultrahochvakuum-Dewars verpackte infrarotsensitive fotoelektrische Detektor Infrarotstrahlung in elektrische Signale umwandeln kann. Anschließend werden die elektrischen Signale von der Ausleseschaltung gesammelt und verstärkt, um Bilder zu verarbeiten und schließlich Bilder oder Videos auszugeben, die vom menschlichen Auge betrachtet werden können.