تحدد الحساسية الحرارية أصغر فرق في درجة الحرارة يمكن لكاميرا التصوير الحراري اكتشافه، مما يؤثر بشكل مباشر على وضوح وحدة الصورة التي يمكن لكاميرا الأشعة تحت الحمراء إنتاجها. تتمتع كاميرات التصوير الحراري بحساسية اسمية بوحدات المللي كلفن (mK). كلما كانت القيمة أقل، زادت حساسية كاشف الأشعة تحت الحمراء. تصف الحساسية الحرارية، والمعروفة أيضًا باسم فرق درجة الحرارة المكافئ للضوضاء (NETD)، أصغر فرق في درجة الحرارة يتم ملاحظته عند استخدام كاميرا التصوير الحراري. في الواقع، كلما كانت قيمة NETD أقل، كانت قدرة المستشعر الحراري على اكتشاف اختلافات درجة الحرارة الصغيرة أفضل. يجب على المكاملين والمطورين البحث عن الشركات المصنعة التي يمكنها توفير أداء NETD عند معيار الصناعة 30 درجة مئوية، ويمكن استخدام الجدول أدناه لتقييم حساسية الكاشف الحراري.
تقوم بعض الكاميرات منخفضة التكلفة من بعض الشركات المصنعة بذلك عن طريق تحديد NETD عند درجة حرارة محيطة تبلغ 50 درجة مئوية (NETD: XXmK، @50 درجة مئوية) بدلاً من معيار الصناعة 30 درجة مئوية (NETD: XXmK، @30 درجة مئوية)، حتى يتمكنوا من إخفاء مشكلات الحساسية المنخفضة لديهم. إذا كانت الأهداف التي تحتاج إلى قياسها غالبًا ما تحتوي على اختلافات كبيرة في درجة الحرارة، فإن المنتجات المبتدئة ذات الحساسية الحرارية المنخفضة ستكون كافية. ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات الأكثر دقة، مثل اكتشاف مشاكل الرطوبة، ستحتاج إلى كاميرا تصوير حراري ذات حساسية أعلى.