紅外光譜是分子能選擇性吸收某些波長的紅外線，而引起分子中振動能級和轉動能級的躍遷，檢測紅外線被吸收的情況可得到物質的紅外吸收光譜，又稱分子振動光譜或振轉光譜。

紅外光學一般要求無熱化，無熱化方式可以分為主動無熱化和被動無熱化兩種。

主動無熱化技術在溫度變化時，采取預先設置好的自動或手動調整裝置，實現溫度變化時光學像質不受影響或少受影響。

被動無熱化則是在設計過程中，充分考慮溫度變化對透鏡的影響，並通過優化，讓這些透鏡的變化相互抵消，從而達到像質不變或小量變化。可以看到，主動無熱化需要額外輔助設備或機構，而被動無熱化則不需要輔助設備。

紅外材料，常用的是矽、鍺、硫化鋅、硒化鋅、硫系玻璃等。隨著加工技術的發展，已經可以在鍺等材料上加工非球面、衍射面等，方便了無熱化的設計。根據紅外光學材料特性，無熱化中，一般使用鍺材料作為負光焦度透鏡的材料。

紅外光學系統是指工作於紅外光譜區的光學系統。紅外光學系統包括接收目標自輻射或反射紅外信息的光學系統和發射紅外信息的光學系統。

紅外光學系統包括接收目標自輻射或反射紅外信息的光學系統和發射紅外信息的光學系統。

紅外光學系統按其應用原理大緻分為4類：

探測目標方位和距離的紅外光學系統、如紅外測距儀、紅外搜索與跟蹤系統、紅外導引頭等。

探測目標溫差分布的紅外光學系統，如熱像儀。

探測目標輻射通量和反射通量的紅外光學系統，如熱輻射計。

發射紅外輻射的紅外光學系統，如紅外平行光管，CO2激光定向能系統等。

由於紅外光譜的不可見性，前3類紅外光學系統必須與紅外探測器結合，才能得到應用。紅外光學系統廣泛應用於軍事、工農業生產、醫學和空間技術等領域，並將隨著紅外探測器、紅外光學材料、系統設計、微型製冷器和電子技術的發展，得到更加廣泛的應用。