Os termômetros de radiação são comumente fabricados em três tipos: de imersão total, de imersão parcial e de imersão alternada.

Esses termômetros têm pequenas dimensões físicas, servem para operação em baixa potência e são usados para controle de circuitos por meio de algum sistema amplificador de sinal. Quando operando em altas potências, podem controlar diretamente um circuito, sem necessidade de sistema amplificador. As correntes que eles transportam praticamente não afetam os seus valores de resistência elétrica.

Os termômetros de radiação podem ser construídos com referência apenas no ponto triplo da água e não necessitam de contato, podendo medir a temperatura de objetos distantes ou em movimento.

Os termômetros de radiação são facilmente obtidos no estado de pureza, não deixam gotas na parede de vidro e só congelam a temperaturas muito baixas.

As medidas com os termômetros de radiação efetuam-se com o contato com corpo. Os detectores térmicos de fótons, nos quais a radiação incidente é emitida como calor, operam somente em comprimentos de onda longos.