Infraröda (IR) termometrar kan kategoriseras efter de temperaturmätningstekniker som de använder eller efter vissa andra designelement. Det finns tre huvudsakliga avkänningsmetoder som IR-termometrar kan använda, som var och en beror på olika våglängder av ljus. Ljusstyrkasensorer använder en enda våglängd, förhållandesensorer använder två och multivariantversioner kan använda två eller fler. Dessa teknologier kan användas i olika typer av IR-termometrar, såsom handhållna pistoltyper, mycket bärbara stickversioner och infraröda termoelement. Liknande temperaturövervakningstekniker kan också hittas i vissa infraröda skanningssystem och värmekameror.
Det finns ett antal olika sätt att mäta infraröd strålning för att bestämma temperaturen på ett föremål. IR-termometrar fungerar genom att mäta svartkroppsstrålning som avges som infrarött ljus. Den enklaste typen av IR-termometer är känd som en ljusstyrkesensor eftersom dessa enheter bara använder en enda våglängd för att bestämma temperaturen. En IR-termometer utrustad med en ljusstyrkesensor fungerar genom att mäta amplituden av den infraröda energin som utstrålas av ett visst föremål inom den enda våglängden. Eftersom endast en våglängd används kan dessa enheter ha problem med att returnera korrekta avläsningar om det finns någon typ av störning.
Förhållandesensorer används av IR-termometrar som kan mäta två olika våglängder. Dessa IR-termometrar kallas ibland för tvåfärgssensorer eftersom två våglängder inom det infraröda området mäts. Genom att använda två våglängder kan dessa termometrar erhålla exakta avläsningar genom hinder, såsom damm eller rök, som negativt skulle påverka en enfärgad ljusstyrkesensor. Temperaturavläsningen av en tvåfärgssensor kan dock skeva mot den höga sidan om det finns betydande bakgrundsstörningar från en het källa.
Sensorer med flera varianter kan observera flera våglängder och är vanligtvis justerade för användning i en specifik applikation. I det här fallet är ett objekts emissivitet vanligtvis känd innan mätning sker och sensorn justeras därefter. Detta kan tillåta en multivariant IR-termometer att ge mycket exakta avläsningar.
Var och en av de olika IR-avkänningsteknologierna kan användas i ett antal enheter. En vanlig variant av IR-termometer är den handhållna typen. Dessa IR-termometrar har ofta en ytlig likhet med vapen, inklusive ett handtag, avtryckare och ofta ett lasersikte. Vissa handhållna typer har även inbyggda stativ så att de kan ställas på plats.
Mindre IR-termometrar av sticktyp finns också. Dessa enheter liknar sin design till andra handhållna typer, även om de ofta är små eller kompakta nog att lätt bäras i fickan. En annan typ av IR-termometer är det infraröda termoelementet, som är en liten enhet som kan producera samma typ av utsignal som en vanlig termoelementsensor.