Çalışma sıcaklığına ve soğutma ihtiyaçlarına bağlı olarak, kızılötesi dedektör soğutmalı ve soğutmasız olarak ayrılabilir. Soğutmasız termal görüntüleme sensörü oda sıcaklığında çalışır, yavaş tepki verir ve nispeten düşük bir hassasiyete sahiptir. Soğutmalı kızılötesi dedektör ise kriyojenik sıcaklıkta çalışır. Bunun nedeni, soğutmalı kızılötesi dedektörün esasen bir foton dedektörü olması ve en iyi performansı göstermesi için düşük sıcaklıklarda soğutulması gerekmesidir.
Termal görüntüleme sistemleri, ısı kaynaklarını gözlemlemek için kullanılır. Maksimum sistem hassasiyeti elde etmek için, çoğu termal görüntüleme sistemi, tipik olarak 77K veya daha düşük sıvı azot sıcaklıklarında çalışan kriyojenik olarak soğutulmuş dedektörler kullanır. Bu odak düzlemi dizileri (FPA'lar) kızılötesi dedektörler, görüntülenen sahnenin ötesindeki termal enerjiyi algılayabiliyorsa, hassasiyet azalır.
Ek olarak, sahne dışı enerjinin büyüklüğü görüş alanı ile değişirse, istenmeyen görüntü bozulmaları oluşabilir. Sistemin hassasiyetini en üst düzeye çıkarmak ve görüntü bozulmasını önlemek için, kızılötesi FPA'nın kriyojenik olarak soğutulması ve termal olarak yalıtılmış bir "şişe" veya Dewar düzeneğine monte edilmesi gerekir. Orijinal sistemler, sıvı azotla doldurulmuş, dewar adı verilen minyatür vakum şişeleri içeriyordu.
Soğutmalı kızılötesi dedektör, soğutmalı termal görüntüleme sisteminin temel bileşenidir. Mikro kriyojenik soğutucu tarafından uygun bir düşük ve sabit sıcaklık ortamı oluşturulur, böylece ultra yüksek vakumlu dewar'ın ana gövdesine paketlenmiş kızılötesi duyarlı fotoelektrik dedektör, kızılötesi radyasyonu elektriksel sinyallere dönüştürebilir. Daha sonra elektrik sinyalleri, görüntü işlemek ve nihayetinde insan gözü tarafından gözlemlenebilen görüntüleri veya videoları çıkarmak için okuma devresi tarafından toplanır ve yükseltilir.