热辐射成像系统（THEMIS）是2001年发射的火星“奥德赛”飞船携带的重要设备之一。它由一个5波段可视成像系统和一个10波段热红外成像系统组成。

2001年4月7日，美国国家航空航天局的火 星“奥德赛”飞船从肯尼迪航天中心发射升空，2001年10月24日到达火星。这是继1996年火星“全球勘探者”和火星“探险者”之后，第一个重要的火 星探测计划。它肩负的使命极其艰巨：测定火星表面的成份，寻找水和冰，研究火星的辐射环境。为此，“奥德赛”上主要装备了三大科学设备：热辐射成像系统 （THEMIS）、伽马射线光谱仪（GRS）、和火星环境辐射探测仪（MARIE）。“奥德赛”还对火星进行了首次大规模的地质勘测，改变了人类对火星构 成的一贯看法。

从2001年至今，“奥德赛”飞 船一直在环火星轨道运行，它所携带的热辐射成像系统既能用来测定火星表面矿石的成分，还能监测火星上的气温、尘埃以及冰块的数量。科学家解释说，当太阳光 射到火星表面时，不同的矿物质会散发出不同的辐射光谱，例如，磷酸盐、矽酸盐、硫酸盐和氢氧化物的红外光谱都是不同的，从热辐射成像系统收集回来的光谱数 据中，就可以测定火星表面岩石的成分，从而解开火星上是否存在水的谜团。热辐射成像系统的光谱分辨率和频谱段较低，但是却有相当高的空间分辨率。

下图所见，是热辐射光谱仪（TES）和热辐射成像系统(THEMIS)分辨率的比较。左为火星“全球勘探者”收集的火星表面图像，右为火星“奥德赛”收集的图像。