적외선은 가시광선과 극초단파(microwaves) 사이의 파장 영역에 위치하는 전자기파의 일종이다. 가시광선은 사람의 육안으로 감지 가능한 전자기파로서 0.38~0.77μm 파장 대역을 가리킨다.적외선은 이보다 파장이 긴 0.77~1,000μm 영역의 전자기파로서 대개 0.77~3μm까지를 근적외선(near infrared), 3~6μm까지를 중적외선(mid infrared), 6~15μm까지를 원적외선(far infrared)라고 하고 5μm 이상 1mm까지를 극적외선(extreme infrared)으로 분류한다.

가시광선 및 적외선 영역의 스펙트럼 분포는 다음 그림과 같다.

 
 
모든 물체는 절대온도 영도 (-273.15℃, 0K) 이상의 온도를 갖고 있으며, 온도에 대응하는 파장의 전자기파를 방사한다. 온도가 높아질수록 방사하는 전자기파의 파장이 짧아지고, 방사에너지의 양은 증가한다. 예를 들어 태양이나 전구의 필라멘트와 같이 온도가 수천 도에 달하는 물체들은 가시광선을 내는데 반하여, 상온 부근의 물체들은 적외선을 방사한다. 얼음 덩어리와 같이 매우 차갑다고 생각되는 물체들도 적외선을 방출한다. 물체가 더 뜨거워지면 물체는 더 많은 양의 적외선을 방출한다. 다음 그림의 착륙하는 스페이스 셔틀의 적외선 이미지는 셔틀의 바닥면이 대기권으로의 재진입 동안에 가열되었다는 것을 보여준다. 사람 얼굴의 적외선 이미지에서 알 수 있는 것처럼 측정되는 적외선의 강도는 물체의 표면 온도에 대응한다.