피사체가 발산하는 적외선(열선)을 가시화(可視化)시켜 화상을 구성하는 카메라. 열화상(熱画像)은 서모그래피(thermography)의 한자번역명이다.
사람의 눈이나 일반 카메라는 가시광선을 감지하는 데 반해 열화상 카메라는 열을 가진 물체가 발산하는 복사열을 감지하여 화면에 표시한다. 이 덕분에 열화상 카메라는 조명의 유무와 상관없이 물체를 볼 수 있고, 열화상 카메라가 사용하는 장파장 적외선은 가시광선과 달리 연기 등도 잘 투과하기 때문에 육안으론 볼 수 없는 각종 장애물 뒤의 물체도 확인할 수 있어 여러 분야에서 유용하게 쓰이고 있다.