Lämpökamera on laite, joka muodostaa kuvan esineen tai olennon pintalämpötilasta. Jokainen kohde tai kappale maailmankaikkeudessa, jonka lämpötila on yli absoluuttisen nollapisteen (-273 °C), lähettää lämpö- eli infrapunasäteilyä. Lämpökamera vastaanottaa tämän säteilyn, mittaa sen voimakkuuden ja muuntaa tämän kuvaksi lämpökameran näytölle.

Kamera pystyy erottamaan 0,1 ja jopa 0,045 celsiusasteen eroja. Kuvaajalla on tietokoneella ohjelmistot, joilla voidaan tarkastella kuvasta jokaista lämpötilapistettä.

Materiaalien kyky läpäistä lämpösäteilyä on pääsääntöisesti huono. Näin ollen kameralla ei näe seinän, ikkunan tai muunkaan materiaalin lävitse. Tosin on olemassa joitain materiaaleja, joiden läpi lämpösäteily pääsee jokseenkin esteettä. Näitä ovat mm. lämpökameroissa käytettävät optiikkamateriaalit, kuten germanium, lyijy-seleeni ja safiiri.