Objekti apsorbiraju zračenje, vibracije rešetke se pojačavaju, zračenje se može pretvoriti u toplinu, temperatura raste. Kako temperatura objekta raste, fizička svojstva povezana s promjenom temperature. Pojava takvog objekta koji apsorbira zračenje da mijenja temperaturu i uzrokuje odgovarajuće promjene fizičkih, mehaničkih i drugih svojstava objekta naziva se toplinski učinak. Detektori napravljeni od toplinskih učinaka nazivaju se toplinski detektori.
Proces fotoelektrične pretvorbe toplinskog detektora podijeljen je u dva koraka: prvi korak je da toplinski detektor apsorbira infracrveno zračenje da bi izazvao porast temperature, što je isto za sve vrste toplinskih detektora, a drugi korak koristi određene temperaturne učinke toplinskih detektori za pretvaranje porasta temperature u promjene u elektricitetu.
Budući da toplinski detektori koriste zračenje za izazivanje efekta povećanja temperature, oni reagiraju na zračenje bilo koje valne duljine, tzv. Toplinski detektori neselektivni detektori, što je velika razlika od fotonskih detektora. Detektori topline razvijali su se ranije od fotonskih detektora, ali sada se neki fotonski detektori približavaju pozadinskoj granici, a stopa toplinske detekcije još je daleko od granice pozadinske buke.
Kad zračenje apsorbira objekt, pretvara se u toplinu, a temperatura objekta raste, praćena drugim efektima, poput ekspanzije volumena, promjene otpora ili stvaranja strujnog, električnog potencijala. Izmjerite promjene u tim parametrima kako biste znali prisutnost i veličinu zračenja. Ovaj se princip koristi za izradu termometra, detektora gaze, termistora, termoelemenata i piroelektričnih detektora.
Ljudsko tijelo, tenkovi, zrakoplovi, ratni brodovi itd. Su izvori toplinske radijacije, upotreba detektora topline za otkrivanje ljudskog tijela, tenkova, zrakoplova, ratnih brodova i drugih dijelova raspodjele temperature radijacije, radi razlikovanja i identifikacije tih objekata. Detektori topline mogu se široko koristiti za otkrivanje ljudskog tijela, izvora vatre, izvora topline, raznih vojnih ciljeva, u industriji i poljoprivredi, a nacionalna obrana ima važnu primjenu i razvoj.