Berdasarkan suhu pengoperasian dan kebutuhan pendinginan, detektor inframerah dapat dibagi menjadi yang didinginkan dan tidak didinginkan. Sensor pencitraan termal yang tidak didinginkan bekerja pada suhu ruangan, yang memiliki respons lambat dan sensitivitas yang relatif rendah. Sementara itu, detektor inframerah yang didinginkan bekerja pada suhu kriogenik. Alasannya adalah detektor inframerah yang didinginkan pada dasarnya adalah detektor foton dan perlu didinginkan pada suhu rendah untuk berkinerja terbaik.
Sistem pencitraan termal digunakan untuk mengamati sumber panas. Untuk mendapatkan sensitivitas sistem maksimum, sebagian besar sistem pencitraan termal menggunakan detektor yang didinginkan secara kriogenik, yang biasanya beroperasi pada suhu nitrogen cair 77K atau lebih rendah. Jika detektor inframerah focal plane array (FPA) ini dapat mendeteksi energi termal di luar pemandangan yang dilihat, sensitivitasnya berkurang.
Selain itu, jika besarnya energi non-pemandangan bervariasi dengan bidang pandang, distorsi gambar yang tidak diinginkan dapat terjadi. Untuk memaksimalkan sensitivitas sistem dan menghindari distorsi gambar, FPA inframerah perlu didinginkan secara kriogenik dan dipasang dalam "botol" atau rakitan Dewar yang terisolasi secara termal. Sistem asli menggabungkan botol vakum mini, yang disebut dewar, yang diisi dengan nitrogen cair.
Detektor inframerah yang didinginkan adalah komponen inti dari sistem pencitraan termal yang didinginkan. Lingkungan suhu rendah dan konstan yang sesuai dibentuk oleh pendingin mikro kriogenik, sehingga detektor fotolistrik sensitif inframerah yang dikemas dalam badan utama dewar vakum ultra-tinggi dapat mengubah radiasi inframerah menjadi sinyal listrik. Kemudian sinyal listrik akan dikumpulkan dan diperkuat oleh rangkaian baca untuk memproses gambar dan akhirnya menghasilkan gambar atau video yang dapat diamati oleh mata manusia.