温度处于绝对零度（-273℃）的任何物体，原子和分子的运动全部停止，当物体的温度高于绝对零度时，一切物体都存在热运动，由于其原子和分子不停地旋转和振动而辐射红外能量。其电磁波谱在0.7～300微米，但是在自然界常温条件下，地物目标辐射主要是8～14微米的一段热红外谱。而热红外图像则是热红外探测器收集、记录地物辐射出来的人眼看不到的热红外辐射信息的图像，是热辐射成像。它是随着红外成像技术的出现而诞生的，主要呈现的是场景中各物体表面的热分布情况。用光化学方法收集到的红外信息，仅限于记录到的波长为0.7～0.9微米的一段近红外影像信息。

由于不同物体或同一物体的不同部位通常具有不同的热辐射特性，如温差、发射率等，在进行热红外成像后，能够对热红外图像中的物体根据其热辐射的差异而区别开来。热红外图像的获取不依赖于外部光线，具有全天候特点，因而夜间观察中一样可获取地物的热红外图像，同时也可以解决伪装和自然景物的识别问题。在医学、航天、军事、电力、资源勘测等领域热红外图像已得到了广泛的应用。

热红外图像具有如下特点：①热红外图像是灰度图像，没有色彩或阴影，图像分辨率低，图像缺乏层次感；②由于景物热平衡、传输距离和大气衰减等原因，热红外图像的空间相关性强、对比度低、视觉效果模糊；③由于外界环境的随机干扰和红外成像系统的不完善等因素，热红外图像有多种多样的噪声，这些分布复杂的噪声使得热红外图像的信噪比较高且不利于后续环节如图像融合、目标识别的处理。