Í náttúrunni gefa allir hlutir með hitastig yfir algjöru núlli stöðugt frá sér innrauða geislunarorku inn í rýmið í kring. Stærð innrauðrar geislunarorku hlutar og dreifing hans eftir bylgjulengd eru nátengd yfirborðshitastigi hans. Þess vegna, með því að mæla innrauða orku sem geislað er af hlutnum sjálfum, er hægt að ákvarða yfirborðshita hans nákvæmlega; þetta er hlutlægur grunnur fyrir innrauða geislunarhitamælingu.
Innrautt hitamælir samanstendur af sjónkerfi, ljósnema, merkjamagnara, merkjavinnslu og skjáúttak. Ljóskerfið einbeitir innrauðu geislunarorku skotmarksins innan sjónsviðs þess; stærð sjónsviðsins er ákvörðuð af sjónþáttum og staðsetningu þeirra. Innrauða orkan er lögð áhersla á ljósnemann og breytt í samsvarandi rafmerki. Þetta merki er magnað og unnið af merkjavinnslurásinni og eftir leiðréttingu í samræmi við innra reiknirit tækisins og markgeislun er því breytt í hitastig þess marks sem verið er að mæla. Að auki ætti að hafa í huga umhverfisaðstæður skotmarksins og hitamælisins, svo sem hitastig, andrúmsloft, mengun og truflun, ásamt samsvarandi leiðréttingaraðferðum fyrir þessa þætti sem hafa áhrif á frammistöðuvísa.
