中波红外主要指的是波长在3-7μm范围内的红外光。衍射现象是指中波红外光在传播过程中遇到障碍物或小孔的情况下会偏离原有的直线传播路径绕射到障碍物阴影区，以此为基础的红外光波在遇到粉尘颗粒后会自行穿过粉尘绕射到其后方继续传播，这恰好弥补了可见光容易被粉尘所遮挡的局限性，中波红外衍射现象如下图所示。

自然界中，所有温度高于零度的物质都会向外辐射出红外光，而中波红外在空气中传播时根据其红外辐射窗口的性质，大气透过率可高达80%~85%，因而中波红外比较容易被特定的红外热成像设备捕获分析，红外辐射窗口如下图所示。

中波红外光穿透大气后，经由特殊材料（例如锗材质）制成的镜头入射到红外光谱成像系统中。成像系统的核心器件是光伏型光子探测器，光子探测器通过光子与物质内部电子相互作用产生光伏应使得电子产生能态变化而完成光电转换。

光电器件受入射光照射，在内电场的作用下，被激励的电子向N区外侧移动，被激励的空穴向P区外侧移动，这样使得P区带正电势，N区带负电势，被内电场分里的空穴和电子在外回路中形成了电流。如此一来，光信息就转换成了电信号，最终经由放大滤波电路和显示屏得到被测目标的中波红外图像，光伏效应原理如下图所示。