Urządzenia te funkcjonują w oparciu o pracę w paśmie podczerwieni o długości fali od 0.9 do 15 mikrometrów (z tego też powodu często są mylnie kojarzone z kamerami na podczerwień), które to pasmo pozwala rejestrować zmiany temperatury filmowanych obiektów. W sporym uproszczeniu kamera termowizyjna pozwala rejestrować wszystkie obiekty, które emitują ciepło (a więc promieniowanie podczerwone), co pozwala jej pracować bez zewnętrznego źródła oświetlenia – a tak naprawdę oświetlenie rejestrowanej sceny nie ma żadnego znaczącego wpływu na pracę kamery, gdyż i tak funkcjonuje ona w zakresie częstotliwości, który nie leży w paśmie widzialnym przez człowieka. Takie cechy niosą za sobą sporo zalet – po pierwsze, kamery termowizyjne są całkowicie niewrażliwe na zmienne warunki pogodowe. Opady deszczu, śniegu czy też mgła nie mają wpływu na jakość rejestrowanego obrazu. Po drugie, kamery termowizyjnej nie można w prosty sposób „oślepić”, np. kierując w jej stronę silny promień świetlny (z tej prostej przyczyny, że kamera taka w ogóle „nie widzi” światła białego), zostanie w takim przypadku zarejestrowany jedynie obiekt o wyższej temperaturze niż otoczenie (żarnik żarówki). Trzecia zasadnicza zaleta kamery termowizyjnej polega na tym, że potrafi ona zarejestrować obiekt o temperaturze odróżniającej się od otoczenia (np. człowieka) w dużej odległości od monitorowanego obszaru, a także ukrytego np. w zaroślach, za płotem itp., nawet w warunkach całkowitej ciemności.
Przykładem kamery termowizyjnej jest kamera AXIS Q1922 10MM 30FPS.
