红外传感器的光学系统收集圆形测量点的能量并将其汇聚于探测器。光学分辨率由设备至物体的距离与被测光点的大小的比值（D:S比）决定。比值越大，设备的分辨率越好，可以从更远的距离测量更小的光点。红外光学的创新是增加了近焦特性，提供小目标区域的准确测量，不含不希望的背景温度。。

使胶带或漆达到与基底材料相同温度时，测量胶带或漆表面的温度，即为其真实温度。距离与光斑之比，红外测温仪的光学系统从圆形测量光斑收集能量并聚焦在探测器上，光学分辨率定义为红外测温仪到物体的距离与被测光斑尺寸之比（Ｄ:Ｓ）。比值越大，红外测温仪的分辨率越好，且被测光斑尺寸也就越小。激光瞄准，只有用以帮助瞄准在测量点上。

如果手持式红外测温目标尺寸小于视场，背景辐射能量就会进入测温仪干扰测温读数，造成误差。相反，如果目标大于测温仪的视场，测温仪就不会受到测量区域外面的背景影响。对于比色测温仪，其温度是由两个独立的波长带内辐射能量的比值来确定的。