يكمن المبدأ الأساسي وراء كاشف الكهروحراري في تأثير كهربي حرارييحدث هذا التأثير في بعض المواد البلورية التي تمتلك استقطابًا كهربائيًا طبيعيًا أو "تلقائيًا". وهذا يعني أنه حتى في غياب مجال كهربائي خارجي، فإن المادة تتمتع بمحاذاة متأصلة للأقطاب الكهربائية، مما ينتج عنه عزم ثنائي قطب كهربائي صافٍ لكل وحدة حجم.
والأهم من ذلك، حجم هذا الاستقطاب التلقائي تعتمد هذه الخاصية على درجة الحرارة. فعندما تتغير درجة حرارة المادة الكهروحرارية، تتغير درجة الاستقطاب الداخلي تبعاً لذلك. ويتجلى هذا التغير في الاستقطاب على شكل تراكم للشحنة الكهربائية على السطحين المتقابلين للبلورة، عمودياً على محور الاستقطاب.
إذا وُضعت أقطاب كهربائية على هذه الأسطح، فإن التغير في الشحنة السطحية يُحدث فرق جهد قابل للقياس عبرها، أو إذا وُصلت في دائرة كهربائية، فإنه يتسبب في تدفق تيار كهربائي. والجانب الأساسي هو أن المستشعر يستجيب لـ معدل تغير درجة الحرارة (dT/dt)، وليس درجة الحرارة المطلقة نفسها. عندما الأشعة تحت الحمراء عندما يصطدم مصدر الأشعة تحت الحمراء بالمستشعر، فإنه يسخن المادة الكهروحرارية. إذا كان المصدر متحركًا أو متذبذبًا، فإنه يُحدث تغيرات مستمرة في درجة الحرارة، مما يؤدي إلى إشارة كهربائية مستمرة (عادةً ما تكون متناوبة). عند استقرار درجة الحرارة، يصل الاستقطاب إلى حالة توازن جديدة، وتتبدد الشحنة (غالبًا من خلال تسرب داخلي أو الدائرة الخارجية)، مما يؤدي إلى اختفاء الإشارة. لهذا السبب، تُعد أجهزة الكشف الكهروحرارية ممتازة للكشف عن الأجسام الساخنة المتحركة، ولكنها غير مناسبة لقياس درجات الحرارة الثابتة بدقة.