La termografia è una tecnica di indagine non invasiva che consente di valutare in modo approfondito lo stato di conservazione dei rivestimenti delle fabbriche architettoniche, facilitando la valutazione preventiva dei tempi, dei costi e delle modalità d'intervento.
Le tecniche d'indagine termografica sfruttano l'emissione, da parte di tutti i corpi, di energia elettromagnetica nella banda dell'infrarosso, che viene rilevata mediante telecamere sensibili a questa lunghezza d'onda.
Le immagini termiche si ottengono con la conversione dell'energia termica infrarossa in segnali elettrici, che restituiscono immagini video in scale di falsi colori (ad ogni colore corrisponde un livello termico rilevato).L'energia radiante di un oggetto è funzione della sua temperatura superficiale, ed operando opportune tarature l'immagine termografica offre una misura indiretta delle temperature sulla superficie di un edificio.
Il comportamento termico di un materiale è condizionato dalla conducibilità termica e dal calore specifico: differenze tra i valori di questi due parametri portano i materiali componenti di una muratura ad assumere temperature diverse se sottoposti ad una identica sollecitazione termica.La tecnica offre la possibilità di effettuare misurazioni a distanza senza ponteggi e la disponibilità in tempo reale dei dati ottenuti, che sono immediatamente riproducibili in formato digitale.
I campi di applicazione nel settore dei Beni Culturali vanno dall'analisi di strutture murarie (per evidenziare l'utilizzo di tecniche costruttive diverse, la presenza di porte o finestre chiuse o modificate, nonché la presenza di umidità all'interno della muratura), a quella di manufatti eterogenei nei quali si vogliano distinguere parti originali da altre di restauro o se ne voglia distinguere la struttura interna. 
Inoltre è possibile, tramite riscaldamenti mirati in aree precedentemente individuate, analizzare le modalità di propagazione dell'onda termica indotta e da questa ottenere informazioni qualitative sulla presenza non solo di vuoti, crepe o discontinuità in genere nel materiale, ma anche di elementi "intrusivi" quali, ad esempio, chiodi o grappe all'interno di strutture composite.
Fondamentale impiego della tecnica termografica è nel monitoraggio dello stato di salute degli intonaci storici e delle pitture murali, con valutazione dell'adesione al substrato ed interstrato (discontinuità, rischio di distacco e perdita di materia).
Nelle strutture architettoniche la termografia permette di evidenziare la presenza di:

- tamponamenti di antiche aperture;
- canalizzazioni d'impianti (idrici, sanitari, termici);
- intercapedini;
- particolari architettonici inglobati e mascherati da interventi successivi;
- elementi lapidei;
- strutture lignee inglobate nella muratura;
- elementi strutturali (archi, pilastri, piattabande, ecc.);
- tessitura muraria;
- corpi metallici murati (putrelle, rinforzi, catene, chiavi, ecc.);
- ammorsatura tra murature diverse.

Nel caso di superfici murarie dipinte e mosaici permette il rilievo:

- di disomogeneità strutturali e subsuperficiali;
- di lesioni e fessurazioni;
- dei distacchi d'intonaco e delle lastre di rivestimento;
- della distribuzione dell'umidità nelle murature;
- delle anomalie nell'iniezione di malte e cementi;
- della decoesione nei dipinti;
- dei distacchi delle tessere musive.

Se opportunamente e criticamente utilizzata, questa tecnica può suggerire, quindi, i possibili rimedi per una migliore conservazione dei manufatti artistici, per una quantizzazione delle superfici da sottoporre ad intervento e più in generale per la progettazione di un più appropriato intervento di restauro conservativo.