热释红外传感器和热电偶一样是基于热电效应原理的热电型红外传感器。不同的是，它的热电系数远远高于热电偶，其内部的热点元采用高热点系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸钾、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。
为了抑制因自身温度变化而产生的干扰，在工艺上将两个特征一致的热点元反向串联或接成差动平衡电路，它能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化，并将其转换为电信号输出。
热释红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，这并能直接使用，需要用电阻将其转换为电压的形式，该电阻阻抗高达10欧姆，故引入N沟道结型场效应管接成共漏形式（即源极跟随器），以完成阻抗变换。为了提高探头的增益，N沟道增强型MOS管在探头中也有应用。