非接觸式溫度傳感器的工作原理： 基于黑體輻射的基本定律，各種輻射測溫方法智能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。
只有對吸收全部輻射并不反射光的物體——黑體所測溫度才是真實溫度，如果想要精準測量物體的真實溫度，就須對被測物體表面的發射率進行修正，然而修正發射率受很多因素的影響，因此很難保證測量數據的準確度。
對于固體表面溫度自動測量和控制，可以采用附加的反射鏡使與被測表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測表面的有效輻射和有效發射系數。利用有效發射系數通過儀表對實測溫度進行相應的修正，可得到被測表面的真實溫度。
至于氣體和液體介質真實溫度的輻射測量，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過計算求出與介質達到熱平衡后的圓筒空腔的有效發射系數。在自動測量和控制中就可以用此值對介質溫度進行修正而得到介質的真實溫度。
但優點是測量上限不受感溫元件耐溫程度的限制，因而對較高可測溫度原則上沒有限制，甚至可以測量1800℃以上的高溫。
非接觸式溫度傳感器的探頭可分為三種主要類型：
1、空氣溫度探頭：這種探頭主要用于空氣溫度的測量，比如冷庫、冷柜、空調室、通風場所等等，探頭裸露于空氣之中，所以很容易受氣流擾動的影響，順流輕移到探頭上面，使溫度達成平衡穩定。
2、表面探頭：這種探頭主要用于物體表面溫度的測量。使用的時候探頭的前端得垂直于被測物體，和待測物體緊密接觸。須注意的是探頭與被測物的接觸面都須平坦，否則容易引起測量誤差。
3、刺入(浸入)式探頭：這種探頭主要用來測量液體和固體的溫度，探頭的前端設計成針狀，以便刺入。在使用過程中，假如探頭的溫度比實際測量物體的溫度低，由能量守恒原理有，熱能會從被測物體傳導到探頭上面;假如探頭的溫度比實際測量物體的溫度高，這時熱能則從探頭傳導到待測物體上面。此時，待測物體將被加熱升溫，所測得的溫度是加溫之后的物體溫度。
這種情況下就須考慮探頭與介質的比值，原因在于探頭與介質的比值越好，更能準確的測得物體獲取的能量，減小測量所產生的誤差。要明確儀器測量的溫度數值不是介質的溫度，而是傳感器的溫度。減小測量誤差的方式主要有：確保刺入或浸入的深度為探頭直徑的10到15倍;當待測介質為液體時，要盡量使其處于靜止狀態。
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