电磁波谱分为几类辐射，每类都有不同的波长。一端是波长长达数万米的低能量无线电波；另一端是波长小于原子直径的伽马射线。波长越小，辐射的能量越大。在这两个极端之间是红外区域，波长从1毫米（最短的无线电波）到大约0.8微米（0.0008毫米，最长的可见红光波）。我们从太阳或炉子感受到的热量是红外线（热）辐射。即使是我们认为非常冷的物体，例如冰块，也会发出红外辐射。

可见光和红外辐射只是地球和整个宇宙物体产生的多种电磁波中的两种。只有通过研究天体所发出的所有类型的辐射，才能充分认识天体，并获得关于宇宙的历史和演化的完整图景。

测量来自天体的红外辐射很困难，地球大气层中的水蒸气和其它分子会吸收大部分来自太空的红外辐射，因此地面红外望远镜必须安装在高海拔和干燥环境中才能发挥作用。大多数红外天文学家使用机载望远镜、气球有效载荷或太空望远镜来研究天体的热辐射。为此，在测量被观察的宇宙物体的同时测量来自大气的红外辐射。然后，减去来自大气的辐射，以获得对宇宙物体的准确测量。

猎户星座附近的区域。左图来自可见光望远镜，右图显示了红外望远镜的图像。图片来源：NASA/JPL-Caltech/IRAS /H. McCallon

红外望远镜使用与可见光望远镜基本相同的组件并遵循相同的原理：透镜和反射镜的某种组合将辐射收集并聚焦到一个或多个探测器上，计算机将来自探测器的数据转换为有用的信息。