探测器就是红外热像仪的传感器，主要是为了探测到物体的红外辐射并将其转换为电信号。
现今使用的探测器可分为非制冷焦平面阵列FPA和制冷型FPA两大类。非制冷FPA有多晶硅、氧化钒等材料；制冷型FPA主要有碲镉汞(PbCdTe)、量子阱（QWIP）等材料。
非制冷FPA又分为两类：光学读出非制冷焦平面阵列和电学读出非制冷焦平面阵列。
探测器的小单元为像素，每一个像素都是一个独立的测温点。探测器的像素越多，意味着测温点越多，成像效果越好。
主流的热像仪的探测器像素有：60×60、80×80、120×120、140×140、180×180、160×120、240×180、320×240、640×480等。
