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La différence entre la vision nocturne et l'infrarouge est très subtile et fait souvent peu de différence dans la pratique: l'une utilise la lumière amplifiée, l'autre utilise la lumière invisible. La plupart des équipements de vision nocturne utilisent la technologie infrarouge, mais une image infrarouge n'est pas toujours utilisée pour la vision nocturne. Ce qui apparaît dans l'objectif d'une caméra infrarouge est une visualisation de la longueur d'onde de la lumière juste en dessous du spectre visible. En vision nocturne, la caméra amplifie des quantités minimales de lumière ambiante.
Spectre lumineux
Les lunettes infrarouges peuvent reproduire des images dans des conditions de faible luminosité, en exploitant le rayonnement de la lumière émise à des longueurs d'onde de 0,7 à 30 microns, juste en dessous des longueurs visibles pour l'œil humain. Même par une nuit sombre, nuageuse et sans lune, la plupart des objets continuent à émettre des infrarouges thermiques, une onde rouge invisible de 3 à 30 microns de longueur. Ce sont les longueurs d'onde qui apparaissent comme une image de rayonnement thermique.
Lumière amplifiée
La plupart des technologies de vision nocturne utilisent une sorte d'image infrarouge pour former des images dans l'obscurité. Outre l'infrarouge, une partie de la technologie de vision nocturne comprend également l'amplification d'une lumière presque imperceptible. Même dans des conditions où un humain ne peut pas voir la main devant son visage, les chats, les oiseaux de proie et autres créatures nocturnes ont suffisamment de lumière pour se guider lors d'une nuit noire. L'amplification de la lumière intensifie les niveaux imperceptibles de lumière visible.
Image thermique
L'image thermique est une approximation numérique d'une lumière imperceptible à l'œil humain. Les dispositifs à couplage de charge (DCA) reçoivent la lumière à une longueur d'onde infrarouge, juste en dessous du spectre de la lumière visible, et un processeur informatisé traduit ces longueurs d'onde en images numériques qui peuvent être projetées sur un écran. Toute matière émet des infrarouges thermiques, même en l'absence de lumière visible. Certaines des technologies infrarouges les plus sensibles peuvent révéler des images à plus de 300 m de distance.
Amplification de la lumière
Les équipements à lumière amplifiée reçoivent des niveaux minimaux de lumière visible sous forme de photons. Ces photons traversent une photocathode qui les convertit en électrons. Les électrons traversent une plaque à microcanaux, libérant des millions d'autres électrons et amplifiant le signal. Un écran au phosphore les reconvertit ensuite en photons. Ces photons reconvertis contiennent les images originales, mais beaucoup plus fortes. Étant donné que l'amplification de la lumière utilise la lumière réfléchie, les objets avec une surface opaque ou sombre peuvent être difficiles à détecter, même avec une technologie d'amplification sophistiquée.