Het trommelvlies zendt, net als alle objecten boven het absolute nulpunt, thermische straling uit. De intensiteit en het spectrum van deze straling bevatten informatie over de temperatuur. Omdat het trommelvlies zich dicht bij de hypothalamus bevindt (het deel van de hersenen dat de lichaamstemperatuur regelt), wordt vaak aangenomen dat de temperatuur van het trommelvlies hetzelfde is als de kerntemperatuur van het lichaam. Om een ​​nauwkeurige meting van de interne lichaamstemperatuur te verkrijgen, moet de infrarode energie die door het trommelvlies wordt uitgezonden dus nauwkeurig worden gemeten en omgezet in een temperatuurwaarde.

Voor een nauwkeurige meting moet de sensor van de infraroodthermometer de straling kunnen detecteren en andere stralingsbronnen kunnen filteren, zoals omgevingsstraling en straling afkomstig van de gehoorgang of andere delen van het oor. Om het geluid te elimineren dat wordt veroorzaakt door de straling die door de gehoorgang wordt uitgezonden, wordt de sensor meestal diep in de gehoorgang geplaatst, in de richting van het trommelvlies.

Voor de omzetting van infraroodstraling naar een temperatuurwaarde kunnen verschillende methoden worden toegepast. Een veel voorkomende benadering is het gebruik van de wet van Stefan-Boltzmann, die stelt dat het totale vermogen dat door een zwart lichaam wordt uitgestraald evenredig is aan de vierde macht van zijn absolute temperatuur. Met andere woorden:hoe heter een object, hoe meer infraroodenergie het uitstraalt. Door de intensiteit van de door het trommelvlies uitgezonden infraroodstraling te meten en de wet van Stefan-Boltzmann te gebruiken, zet de thermometer deze om in een temperatuurwaarde.

De nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van infrarood-oorthermometers worden beïnvloed door verschillende factoren, zoals de juiste plaatsing van de sensor in de gehoorgang, oorinfecties, verstoppingen van oorsmeer en variaties in de lichaamstemperatuur als gevolg van factoren zoals lichaamsbeweging, slaap of een recente maaltijd. Om nauwkeurige metingen te garanderen, is het belangrijk om de instructies van de fabrikant voor het gebruik van de thermometer te volgen en rekening te houden met eventuele factoren die de meting kunnen beïnvloeden.