赤外線分光計の設計は一般的に光学系、制御系、信号とデータ処理システムに分けることができる。

光学系

赤外分光器の光学系は主に光源、分光系、検出器の3つの部分から構成されており、他にも絞り、ミラーなどのコンポーネントがある。

1.赤外光源

赤外光源は、必要に応じて一定の波長範囲の連続した赤外光を提供することができ、一般的に赤外線に必要な波長範囲は2.5 ~ 25μm、近赤外線に必要な波長範囲は0.8 ~ 2.5μmである。初期の赤外光源はNernst Glowerを採用していたが、現在では基本的に安定性の高いシリコン炭素棒（Globar）を中赤外光源として採用している。近赤外光源は一般的にタングステンランプを使用し、0.8 ~ 2.5μmをカバーすることができる。

2.分光システム

分光システムは赤外分光器の核心であり、ニュートンはプリズムを用いて太陽光を赤橙黄緑藍紫の虹帯に分けることを知っている。初期の赤外計器はプリズムを用いて分光していたが、現在はほとんど絶滅し、ほとんどの人が見たことがない。後にラスター分光を採用し、反射ラスターを利用して光を波長によって分離し、現在では使用が比較的少なく、一般的に特定の分野でラスター型赤外機器を見ることができる。以上の2種類の分光計を分散型赤外分光計と呼ぶ。

現在私たちがよく目にする赤外分光器は一般的にフーリエ変換赤外分光器（FTIR）と呼ばれ、その相比分散型赤外分光器は走査速度が速く、信号対雑音比が高く、解像度が高いなどの利点があり、現在主流の赤外分光器である。その核心はマイケルソン干渉計であり、定鏡、動鏡とビームスプリッタからなり、干渉光信号を発生する。ビームスプリッタは半透過半逆の赤外光光学材料であり、光を2つの部分に分ける。動鏡運動の距離は解像度を決定し、運動の速度はサンプリングレートを決定する。

3.検出器

検出器は赤外光信号を受信するためのもので、電気信号に変換することができます。一般的なタイプには、室温で動作し、通常のテストを満たすことができる熱放電検出器（DTGS）があります。弱信号の検出には液体窒素冷却（77 K）を必要とする高感度テルルカドミウム水銀（MCT）検出器もある。以上は中赤外線によく見られる検出器であり、近赤外線は一般的に電気冷凍のインジウムガリウム砒素検出器を使用している。

以上の3つの部分は、光源が赤外光を発生し、分光システムに入って変調され、検出器に入ることである。実際に使用するには光の強度を調整する必要があり、一般的には光源と分光システムの間に絞りを追加して実現する必要があります。

制御システム

制御システムは主に電子システムを通じて光源の給電と絞りの大きさ、走査速度及び検出器信号の受信を制御することであり、例えばフーリエ型赤外分光器はソフトウェア上で干渉計の動作速度を制御し、絞りの大きさを調整することができる。また、複数の検出器や光源が搭載されているなど、より豊富な構成の機器もあり、制御システムによって自動的に切り替えることができます。

データ処理システム

データ処理システムは、検出器によって受信された信号を最終的な赤外線スペクトルに変換するものであり、信号処理ユニット、コンピュータ、ソフトウェアを含む。検出器が受信した信号は、信号処理ユニットを介して増幅−フィルタリング−デジタル化される。Fourier変換赤外分光計はデジタル化された予備信号を干渉図とし、さらにFourier変換されて単一チャネルスペクトルに変換される。ソフトウェア処理により、私たちが必要とする赤外吸収、透過、反射などの赤外スペクトルを得ることができます。