卫星在10.5～12.5微米测量地表和云面发射的红外辐射，将这种辐射以图象表示就是红外云图。在红外云图上物体的色调决定其自身的温度，物体温度越高，发射的辐射越大，色调越暗，红外云图是一张温度分布图。由于大气有吸收及物体发射率不完全为1，卫星接收到的红外辐射要比实际表面温度发射的黑体辐射要小，故严格地说，红外云图是一张亮度温度分布图。地面的温度一般较高，呈现较暗的色调；由于大气的温度随高度是递减的，故云顶高而厚的云，其温度低呈白的色调。低云的云顶温度较高，与地面相近，故在红外云图上不容易识别。由于各类云的云顶温度的差异较大，在红外云图上可以识别各种高度的云。此外，地表的温度随季节、纬度、海陆分布及其本身的热惯量而不同，所以在红外云图上的色调亦不同。在电视显示的红外云图上，地表以绿色表示，以与云相区分开。
红外云图与可见光云图的区别在可见光波段，卫星的观测仪器感应地面或云面对太阳光的反射差异。这种差异在图片上表现为黑白差异。黑白差异（或称亮度）表示地面或云
面的反照率大小，白色表示反照率大，黑色表示反照率小。一般云层越厚，其亮度较亮。如果太阳的照明条件一样，对于同样厚度的云，水滴云比冰晶云亮。按照云面和地面反照率的强弱，亮度可分为六种层次（跟据这种亮度层次，可以分辨云面或地面的特征和类别。
在红外波段，红外感应器测量来自云顶、陆地表面和水面所发射的红外辐射总量,这个总量反映出被测物体表面的冷热情况，并用图像表示出来。在红外云图上，云层顶部、陆地表面和水面表现为不同的色调。 最黑的地区代表最暖的表面， 最白的地区代表最冷的表面。因此，红外云图实际上是一张地表面和云系的温度分布图。根据云图上色调的差异可以判定云顶的高低：色调白，温度就低，表示云顶高度高；色调黑，温度就高，表示云顶高度低。
可见光云图的色调亮度取决于物体对太阳光的反照率的大小，红外云图的色调取决于物体表面温度的高低。比较两种云图可以看到有许多云和地面特征是相似的，有一些却差异很大
