Op basis van de bedrijfstemperatuur en koelbehoeften kan de infrarooddetector worden onderverdeeld in gekoeld en ongekoeld. Ongekoelde warmtebeeld sensoren werken bij kamertemperatuur, wat een trage respons en een relatief lage gevoeligheid heeft. Gekoelde infrarooddetectoren werken daarentegen bij cryogene temperaturen. De reden hiervoor is dat een gekoelde infrarooddetector in wezen een fotondetector is en gekoeld moet worden tot lage temperaturen om optimaal te presteren.
Warmtebeeldcamera's worden gebruikt om warmtebronnen te observeren. Om een maximale systeemgevoeligheid te verkrijgen, gebruiken de meeste warmtebeeldcamera's cryogeen gekoelde detectoren, die typisch werken bij vloeibare stikstoftemperaturen van 77K of lager. Als deze focal plane arrays (FPA's) infrarooddetectoren thermische energie kunnen detecteren die verder gaat dan de bekeken scène, wordt de gevoeligheid verminderd.
Bovendien kan, als de grootte van de niet-scène-energie varieert met het gezichtsveld, ongewenste beeldvervorming optreden. Om de gevoeligheid van het systeem te maximaliseren en beeldvervorming te voorkomen, moet de infrarood FPA cryogeen worden gekoeld en gemonteerd in een thermisch geïsoleerde "fles" of Dewar-assemblage. De originele systemen bevatten miniatuur vacuümflessen, de zogenaamde dewar, die werden gevuld met vloeibare stikstof.
Gekoelde infrarooddetectoren zijn de kerncomponent van gekoelde warmtebeeldcamera's. Een geschikte lage en constante temperatuuromgeving wordt gevormd door een micro-cryokoeler, zodat de infraroodgevoelige foto-elektrische detector, verpakt in de hoofdbehuizing van de ultra-hoogvacuüm-dewar, infraroodstraling kan omzetten in elektrische signalen. Vervolgens worden de elektrische signalen verzameld en versterkt door het uitleescircuit om het beeld te verwerken en uiteindelijk beelden of video's uit te voeren die door het menselijk oog kunnen worden waargenomen.