红外波段的地球图像显示了世界各地的相对温度
红外线(IR)，或红外光，是一种肉眼看不见的辐射能，但我们可以感受到热。宇宙中的所有物体都会发出一定程度的红外辐射，但其中两个最明显的辐射源是太阳和火。
红外是一种电磁辐射，是原子吸收并释放能量时产生的连续频率。电磁辐射从最高频率到最低频率包括伽马射线、x射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。这些类型的辐射共同构成了电磁波谱。
据美国宇航局称，英国天文学家威廉·赫歇尔于1800年发现了红外光。在一个测量可见光谱中不同颜色之间温度差异的实验中，他把温度计放在可见光光谱中每种颜色的光路中。他观察到温度从蓝色上升到红色，他发现在可见光谱的红色端之外还有一个更温暖的温度测量值。
在电磁光谱中，红外线的频率高于微波，低于红光，因此得名“红外线”。根据加州理工学院的研究，红外线的辐射波比可见光的辐射波要长。据美国宇航局称，红外频率范围从3千兆赫到400太赫兹，波长估计在1000微米到760纳米之间，尽管这些值还不确定。
与可见光光谱相似，红外辐射也有自己的波长范围，从紫色(可见光波长最短)到红色(波长最长)不等。较短的“近红外”波，在电磁光谱上更接近可见光，不释放任何可检测的热量，是电视遥控器用来切换频道的。据美国航天局称，较长的“远红外”波更接近电磁频谱上的微波部分，可以感受到强烈的热量，比如来自阳光或火的热量。
红外辐射是热量从一个地方转移到另一个地方的三种方式之一，另外两种是对流和传导。任何温度高于5开尔文(零下268摄氏度)的物体都会发出红外辐射。根据田纳西大学的研究，太阳以红外线的形式释放出其总能量的一半，而恒星的大部分可见光则以红外线的形式被吸收和重新发射。
家庭使用
我们的家用电器，比如加热灯和烤面包机使用红外辐射来传递热量。工业加热器，如用于干燥和固化材料的加热器也是如此。根据美国环境保护署的数据，白炽灯只将10%左右的电能转化为可见光，其余90%转化为红外线辐射。
红外激光器可用于几百米以外的点对点通信。电视遥控器依靠红外辐射，根据物体的工作原理，从发光二极管(LED)向电视的红外接收器发射红外能量脉冲。接收器将光脉冲转换成电信号，指示微处理器执行程序指令。
红外传感
红外光谱最有用的应用之一是传感和检测。地球上的所有物体都以热的形式发出红外辐射。这可以通过电子传感器检测到，比如夜视镜和红外摄像机中使用的传感器。
根据加州大学伯克利分校(UCB)的研究，这种传感器的一个简单例子是测辐射热计，它由一个在焦点上带有热敏电阻的望远镜组成。如果一个温暖的物体进入这个仪器的视野，热量会使热敏电阻上的电压发生可检测的变化。
夜视摄像机使用的是一种更为复杂的辐射热计。这些相机通常包含电荷耦合器件(CCD)成像芯片，对红外线很敏感。CCD形成的图像可以在可见光下再现。这些系统可以做得足够小，可以用于手持设备或可穿戴夜视镜。该相机也可以用于枪瞄准具或没有额外的红外激光瞄准。
红外光谱测量特定波长材料的红外辐射。当电子在轨道或能级之间转换时，光子被分子中的电子吸收或发射，物质的红外光谱将显示出特征的下降和峰值。这些光谱信息可以用来鉴别物质和监测化学反应。
根据密苏里州立大学物理学教授的说法，红外光谱，如傅里叶变换红外光谱(FTIR)，在许多科学应用中是非常有用的。这些包括分子系统和二维材料的研究，如石墨烯。
红外天文学
加州理工学院将红外天文学描述为“对宇宙中物体发出的红外辐射(热能)的探测和研究”。红外CCD成像系统的发展使我们能够详细地观察空间中红外源的分布，揭示星云、星系中的复杂结构和宇宙的大尺度结构。
红外波段的猎户座大星云
红外天文观测的优点之一是它可以探测到温度太低而不能发射可见光的物体。这导致了先前未知物体的发现，包括彗星、小行星和纤细的星际尘埃云，它们似乎在整个星系中普遍存在。
密苏里州立大学天文学教授称，红外天文学在观测冷分子气体和确定星际介质中尘埃颗粒的化学组成方面特别有用。这些观测是使用对红外光子敏感的特殊CCD探测器进行的。
红外辐射的另一个优点是波长更长，这意味着它不像可见光那样散射那么多。虽然可见光可以被气体和尘埃粒子吸收或反射，但较长的红外波只会绕过这些小障碍物。由于这一特性，红外可以用来观察被气体和尘埃遮蔽的物体。这些天体包括嵌在星云或地球星系中心的新形成的恒星。
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