Según la temperatura de funcionamiento y las necesidades de refrigeración, los detectores infrarrojos se pueden dividir en refrigerados y no refrigerados. Los sensores de imagen térmica no refrigerados funcionan a temperatura ambiente, lo que implica una respuesta lenta y una sensibilidad relativamente baja. Mientras que los detectores infrarrojos refrigerados funcionan a temperatura criogénica. La razón es que el detector infrarrojo refrigerado es esencialmente un detector de fotones y necesita ser enfriado a bajas temperaturas para funcionar de la mejor manera.
Los sistemas de imagen térmica se utilizan para observar fuentes de calor. Para obtener la máxima sensibilidad del sistema, la mayoría de los sistemas de imagen térmica utilizan detectores refrigerados criogénicamente, que suelen funcionar a temperaturas de nitrógeno líquido de 77K o inferiores. Si estos detectores infrarrojos de matrices de plano focal (FPA) pueden detectar energía térmica más allá de la escena que se está viendo, la sensibilidad se reduce.
Además, si la magnitud de la energía no perteneciente a la escena varía con el campo de visión, puede producirse una distorsión de imagen no deseada. Para maximizar la sensibilidad del sistema y evitar la distorsión de la imagen, la FPA infrarroja necesita ser refrigerada criogénicamente y montada en una "botella" o conjunto Dewar térmicamente aislado. Los sistemas originales incorporaban botellas de vacío en miniatura, llamadas dewar, que se llenaban con nitrógeno líquido.
El detector infrarrojo refrigerado es el componente principal del sistema de imagen térmica refrigerado. Un entorno de temperatura baja y constante adecuado se forma mediante un micro refrigerador criogénico, de modo que el detector fotoeléctrico sensible al infrarrojo empaquetado en el cuerpo principal del dewar de ultra alto vacío puede convertir la radiación infrarroja en señales eléctricas. Y luego, las señales eléctricas serán recogidas y amplificadas por el circuito de lectura para procesar la imagen y finalmente emitir imágenes o videos que pueden ser observados por el ojo humano.