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Der Unterschied zwischen Nachtsicht und Infrarot ist sehr subtil und macht in der Praxis oft keinen großen Unterschied: der eine verwendet verstärktes Licht, der andere unsichtbares Licht. Die meisten Nachtsichtgeräte verwenden die Infrarottechnologie, aber bei Nachtsichtgeräten wird nicht immer ein Infrarotbild verwendet. Was auf den Linsen einer Infrarotkamera erscheint, ist ein Blick auf die Wellenlänge des Lichts direkt unterhalb des sichtbaren Spektrums. In der Nachtsicht verstärkt die Kamera das Umgebungslicht minimal.
Lichtspektrum
Infrarotbrillen können Bilder bei schlechten Lichtverhältnissen replizieren, indem sie die Strahlung von Licht ausstrahlen, das bei Wellenlängen von 0,7 bis 30 Mikrometern knapp unterhalb der für das menschliche Auge sichtbaren Längen ausgestrahlt wird. Selbst in einer dunklen, wolkigen und mondlosen Nacht strahlen die meisten Objekte weiterhin thermisches Infrarot aus, eine unsichtbare rote Welle mit einer Länge zwischen 3 und 30 Mikrometern. Dies sind die Wellenlängen, die als Bild der Wärmestrahlung erscheinen.
Verstärktes Licht
Die meisten Nachtsichttechnologien verwenden eine Art Infrarotbild, um Bilder im Dunkeln zu erzeugen. Ein Teil der Nachtsichttechnologie umfasst neben Infrarot auch die Verstärkung eines kaum wahrnehmbaren Lichts. Selbst unter Bedingungen, in denen ein Mensch die Hand vor dem Gesicht nicht sehen kann, haben Katzen, Raubvögel und andere nachtaktive Tiere genug Licht, um sich in einer dunklen Nacht zu führen. Die Verstärkung des Lichts verstärkt nicht wahrnehmbares sichtbares Licht.
Wärmebildgebung
Das Wärmebild ist eine digitale Annäherung an ein Licht, das für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist. Coupled-Charge-Devices (DCAs) empfangen Licht bei der infraroten Wellenlänge knapp unter dem sichtbaren Lichtspektrum. Ein computergesteuerter Prozessor übersetzt diese Wellenlängen in digitale Bilder, die auf einen Bildschirm projiziert werden können. Alle Materie strahlt thermisches Infrarot aus, auch wenn kein sichtbares Licht vorhanden ist. Einige der empfindlicheren Infrarottechnologien können Bilder aus mehr als 300 m Entfernung zeigen.
Lichtverstärkung
Geräte mit verstärktem Licht empfangen minimale Mengen an sichtbarem Licht in Form von Photonen. Diese Photonen passieren eine Photokathode, die sie in Elektronen umwandelt. Elektronen durchqueren eine Platte aus Mikrokanälen, setzen Millionen anderer Elektronen frei und verstärken das Signal. Ein Leuchtstoffschirm wandelt sie dann wieder in Photonen um. Diese rekonvertierten Photonen enthalten die ursprünglichen, aber viel stärkeren Bilder. Da bei der Lichtverstärkung reflektiertes Licht verwendet wird, können Objekte mit einer undurchsichtigen oder dunklen Oberfläche selbst mit einer ausgeklügelten Verstärkungstechnologie schwer zu erkennen sein.