红外成像系统相比雷达系统具有隐蔽性好、抗电磁干扰能力强、体积小、角分辨率高等优点,已广泛应用在军事信息对抗等领域当中。目标探测作为红外成像系统的重要应用之一,也受到广泛的关注。本文对目前红外成像系统目标探测中的三个方面进行研究,分别是目标红外辐射特性、大气红外辐射传输特性以及红外成像系统探测能力。首先从热传递的三种方式出发,分析影响目标表面温度的几个因素,建立热平衡方程,利用拉普拉斯变换方法给出方程的解析解,对一天当中几种物体表面温度随时间的变化进行测量,数据表明太阳照射、气温和相对湿度是影响物体表面温度一天变化的主要原因,理论拟合结果验证了拉普拉斯求解方法的可靠性,误差的来源主要是测量系统误差以及天气变化的不确定性。其次,大气是影响红外目标探测的重要因素,分别从吸收和散射两个角度说明了大气对红外辐射衰减,介绍了LOWTRAN软件的计算原理和工作方式,编写嵌入式调用程序,快速方便地获得大气透过率与大气辐亮度数据,数据表明大气组分是影响大气传输参数的主要因素,大气组分的含量越多,大气衰减越严重。最后再对红外成像系统本身性能进行分析,介绍了红外成像系统的工作原理、系统参数以及几种主要评价指标,重点对红外成像系统作用距离进行推导,指出了用NETD推导作用距离方法的不足,重新从对比度的角度进行推导,提出了一种求解作用距离方程的新方法,提高计算效率,并建立了作用距离计算系统,计算地空探测红外系统作用距离,计算结果符合实际场景的应用。