In einem System, dass sich in einem thermischen Gleichgewicht befindet, fließt keine Wärme. Sobald dieses System durch den Einfluß von Wärme, sei es kalt oder warm, gestört wird, setzt ein Wärmestrom ein.

Ist das wärmedurchflossene Material homogen, sind auf der Oberfläche keine Temperaturdifferenzen feststellbar.  Ist das Material aber inhomogen, wird der Wärmefluss gestört und an der Oberfläche treten Temperaturdifferenzen auf.

Ersetzt man im Modell links das grüne Teilstück durch Luft, erhält man beispielsweise den gestuften Körper rechts. Durch die unterschiedlichen Materialdicken fließt zwar der selbe Wärmestrom, jedoch zeitlich unterschiedlich. An der Oberfläche ändert sich die Temperatur.

Dabei ist es egal, wie man diesen Wärmestrom in Gang setzt. Ob mit Lampen, bzw. Strahlungswärme, oder mit warmer Luft, bzw. konvektiv, kurz oder lang, oder auch permanent. Es tritt immer eine Veränderung der Oberflächentempersatur auf.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diese Temperaturdifferenzen auszuwerten. Entweder durch Algorithmik nach impulsartiger oder harmonischer Wärmeanregung, oder durch eine geeignete Signalverarbeitung während der Messung, denn die Signale sind immer da - nur nicht immer erkennbar.