O ran natur, mae pob gwrthrych â thymheredd uwch na sero absoliwt yn allyrru egni ymbelydredd isgoch i'r gofod o'i amgylch yn gyson. Mae cysylltiad agos rhwng maint egni pelydriad isgoch gwrthrych a'i ddosbarthiad ar hyd tonfedd a thymheredd ei arwyneb. Felly, trwy fesur yr egni isgoch sy'n cael ei belydru gan wrthrych ei hun, gellir pennu tymheredd ei wyneb yn gywir; dyma'r sail wrthrychol ar gyfer thermometreg ymbelydredd isgoch.
Mae thermomedr isgoch yn cynnwys system optegol, ffotosynhwyrydd, mwyhadur signal, prosesu signal, ac allbwn arddangos. Mae'r system optegol yn canolbwyntio egni ymbelydredd isgoch y targed o fewn ei faes golygfa; mae maint y maes golygfa yn cael ei bennu gan y cydrannau optegol a'u safleoedd. Mae'r egni isgoch wedi'i ganolbwyntio ar y ffotosynhwyrydd a'i drawsnewid yn signal trydanol cyfatebol. Mae'r signal hwn yn cael ei chwyddo a'i brosesu gan y gylched prosesu signal, ac ar ôl ei gywiro yn unol ag algorithm mewnol yr offeryn a'r emissivity targed, caiff ei drawsnewid yn werth tymheredd y targed sy'n cael ei fesur. Yn ogystal, dylid ystyried amodau amgylcheddol y targed a'r thermomedr, megis tymheredd, awyrgylch, llygredd, ac ymyrraeth, ynghyd â dulliau cywiro cyfatebol ar gyfer y ffactorau hyn sy'n effeithio ar ddangosyddion perfformiad.
