非接触式无损测厚仪采用的工作原理是光热红外法。利用光源照射物体表面,通过对激励光源进行强度调制，在材料中产生热波，光源激发的热量通过热波在涂层中向深处传播，这一热波在涂层与基材的边界处反射并最终传播出涂层以红外热辐射的形式被探测器接收。涂层越厚,该过程花费的时间越长。因此利用红外探测器探测红外热辐射(相移)的信号就可以获得涂层的厚度信息。由于表征涂层厚度(或其他参数)的不是信号幅度而是信号相位,即辐射热波相对于激发光波的时间偏移,因此这种测量方式对测量距离或探测角度的变化不敏感。这样,可以非常高精度地测量涂层厚度和面密度。光热红外法测量的精度在亚微米范围内,通常比目前工业上常用的测量方式要精确得多。