O sistema ótico de um pirómetro é constituído por lentes que são concebidas para recolher a radiação infravermelha de um ponto de medição específico e encaminhá-la para o detetor do pirómetro.
Cada lente deve ser especialmente adaptada à gama de comprimentos de onda da radiação infravermelha a ser detectada. As condições ambientais adversas também exigem pirómetros com lentes particularmente resistentes.