W pirometrze światłowodowym optyka i elektronika są fizycznie oddzielone. Światłowód przesyła promieniowanie podczerwone z głowicy pomiarowej do elektroniki. Separacja przestrzenna odróżnia pirometry światłowodowe od pirometrów kompaktowych.
Głowica pomiarowa może być używana bez chłodzenia w wysokich temperaturach otoczenia, polach elektromagnetycznych lub w ograniczonych przestrzeniach. Laserowe światło pilotujące służy jako urządzenie celownicze.