Độ nhạy nhiệt xác định sự khác biệt nhiệt độ nhỏ nhất mà camera ảnh nhiệt có thể phát hiện, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến độ rõ nét và sắc nét của hình ảnh mà camera hồng ngoại có thể tạo ra. Camera ảnh nhiệt có độ nhạy danh định tính bằng millikelvin (mK). Giá trị càng thấp, bộ dò hồng ngoại càng nhạy. Độ nhạy nhiệt, còn được gọi là chênh lệch nhiệt độ tương đương tiếng ồn (NETD), mô tả sự khác biệt nhiệt độ nhỏ nhất được quan sát khi sử dụng camera ảnh nhiệt. Trên thực tế, giá trị NETD càng thấp, khả năng phát hiện sự khác biệt nhiệt độ nhỏ của cảm biến nhiệt càng tốt. Các nhà tích hợp và nhà phát triển nên tìm kiếm các nhà sản xuất có thể cung cấp hiệu suất NETD ở tiêu chuẩn công nghiệp 30°C, bảng dưới đây có thể được sử dụng để đánh giá độ nhạy của bộ dò nhiệt.
Một số camera giá rẻ từ một số nhà sản xuất thực hiện điều này bằng cách chỉ định NETD ở nhiệt độ môi trường 50°C (NETD: XXmK, @50°C) thay vì tiêu chuẩn công nghiệp 30°C (NETD: XXmK, @30°C), để họ có thể che giấu các vấn đề về độ nhạy thấp của mình. Nếu các mục tiêu bạn cần đo thường có sự khác biệt nhiệt độ lớn, thì các sản phẩm cấp nhập môn với độ nhạy nhiệt thấp hơn sẽ đủ. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng tinh tế hơn, chẳng hạn như phát hiện các vấn đề về độ ẩm, bạn sẽ cần một camera ảnh nhiệt có độ nhạy cao hơn.