ऑपरेटिंग तापमान और शीतलन आवश्यकताओं के आधार पर, अवरक्त डिटेक्टर को ठंडा और बिना ठंडा में विभाजित किया जा सकता है। बिना ठंडा थर्मल इमेजिंग सेंसर कमरे के तापमान पर काम करता है, जिसमें धीमी प्रतिक्रिया और अपेक्षाकृत कम संवेदनशीलता होती है। जबकि ठंडा अवरक्त डिटेक्टर क्रायोजेनिक तापमान पर काम करता है। इसका कारण यह है कि ठंडा अवरक्त डिटेक्टर अनिवार्य रूप से एक फोटॉन डिटेक्टर है और इसे सर्वोत्तम प्रदर्शन के लिए कम तापमान पर ठंडा करने की आवश्यकता होती है।
थर्मल इमेजिंग सिस्टम का उपयोग गर्मी स्रोतों का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है। अधिकतम सिस्टम संवेदनशीलता प्राप्त करने के लिए, अधिकांश थर्मल इमेजिंग सिस्टम क्रायोजेनिक रूप से ठंडा किए गए डिटेक्टरों का उपयोग करते हैं, जो आमतौर पर 77K या उससे कम के तरल नाइट्रोजन तापमान पर काम करते हैं। यदि ये फोकल प्लेन एरे (FPA) अवरक्त डिटेक्टर देखे जा रहे दृश्य से परे थर्मल ऊर्जा का पता लगा सकते हैं, तो संवेदनशीलता कम हो जाती है।
इसके अतिरिक्त, यदि गैर-दृश्य ऊर्जा का परिमाण दृश्य के क्षेत्र के साथ बदलता है, तो अवांछित छवि विरूपण हो सकता है। सिस्टम की संवेदनशीलता को अधिकतम करने और छवि विरूपण से बचने के लिए, अवरक्त FPA को क्रायोजेनिक रूप से ठंडा करने और एक थर्मल रूप से अछूता "बोतल" या देवर असेंबली में माउंट करने की आवश्यकता होती है। मूल सिस्टम में लघु वैक्यूम बोतलें शामिल थीं, जिन्हें देवर कहा जाता था, जो तरल नाइट्रोजन से भरी हुई थीं।
ठंडा अवरक्त डिटेक्टर ठंडा थर्मल इमेजिंग सिस्टम का मुख्य घटक है। एक उपयुक्त कम और स्थिर तापमान वातावरण एक माइक्रो क्रायो कूलर द्वारा बनाया जाता है, ताकि अल्ट्रा-हाई वैक्यूम देवर के मुख्य भाग में पैक किया गया अवरक्त संवेदनशील फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर अवरक्त विकिरण को विद्युत संकेतों में परिवर्तित कर सके। और फिर विद्युत संकेतों को रीडआउट सर्किट द्वारा एकत्र और प्रवर्धित किया जाएगा ताकि छवि को संसाधित किया जा सके और अंततः छवियों या वीडियो को आउटपुट किया जा सके जिन्हें मानव आंख से देखा जा सकता है।