La imatge de l'infraroig tèrmic (TIR) mostra les emissions terrestres en el rang tèrmic de l'espectre electromagnètic, en concret a la longitud d'ona de 10,8 µm. Aquesta longitud d'ona té la particularitat d'estar poc afectada per l'atmosfera terrestre i per tant és propícia per analitzar la temperatura de la superfície, o dels núvols que la cobreixen. En concret, en la imatge es representa la temperatura de brillantor (mesura la radiació electromagnètica que emeten els cossos en funció de la temperatura a que es troben). Així, la imatge de TIR es pot interpretar com un mapa tèrmic, i es sol representar generalment amb una escala de grisos. Per facilitar-ne la interpretació, s'acostuma a seguir el següent conveni: les superfícies més càlides (sòls i aigua) es presenten en les tonalitats més fosques, mentre que les superfícies més fredes (núvols i neu) prenen tonalitats clares. Així, quan més freda és la temperatura del cim dels núvols, més blancs apareixen a la imatge. En general, la temperatura de l'atmosfera decreix a mesura que ens allunyem de la superfície. D'aquesta manera les imatges TIR ens donen indirectament una estimació de l'alçada relativa de les estructures ennuvolades: Les diferents tonalitats dels núvols corresponen a diferents temperatures del cim dels núvols el que permet identificar capes de núvols a diferents alçades. Finalment, cal tenir present que la emissió en el tèrmic es produeix independentment de la il·luminació solar, fet que permet disposar d'imatges TIR les 24 hores del dia.