探測器從早期的單元發展到多元，從多元發展到焦平面經歷了一個緩慢的過程。通過光學機械掃描，用單元紅外探測器就能獲得目標的熱圖象，用多元紅外探測器可以提高系統的性能。在紅外技術、材料技術和微電子技術等的推動下，紅外探測器迅速向焦平面組件（FPA）方向發展。FPA有兩大特征：一是探測元數量很大，以至于可以直接放在望遠鏡的焦面上面而無須光機掃描結構；二是探測器信號的讀出、處理工作由與探測器芯片互連在一起的集成電路完成。紅外熱像儀按其采用的探測技術和致冷方式有以下三種類型：
單元光機掃描型
采用單元紅外探測技術和液氮致冷，結構簡單，屬早期產品，目前國內使用的大多數醫用紅外熱像儀都是該種類型。
電致冷型熱像儀
采用焦平面紅外探測技術和司特令內循環致冷成像，但噪聲大、易磨損、壽命短、致冷器更換成本高，一般應用于軍事方面。
非致冷焦平面陣列型
采用目前世界先進的非致冷焦平面陣列技術，可批量生產，成本和組件的復雜性大大降低，可靠性提高，掃描速度快，無噪聲，可長期連續工作，體積小，重量輕，攜帶方便，是理想的發展目標