Kamery termowizyjne często nie działają dobrze pod wodą. Dzieje się tak, ponieważ woda blokuje wiele długości fal podczerwonych, tak jak nieprzezroczysta bariera blokuje długości fal widzialnych. Tak jak nie możemy widzieć przez farbę, czujnik podczerwieni nie może "widzieć" przez głęboką wodę, ponieważ fale, które wykrywa, nie mogą przez nią przejść.
Woda stanowi kolejny problem dla kamer termowizyjnych, który wiąże się z przewodnością cieplną i ciepłem właściwym. Woda ma znacznie większą pojemność cieplną niż powietrze, więc potrzeba cztery razy więcej energii, aby podnieść lub obniżyć temperaturę tej samej objętości o 1 stopień.
Oznacza to, że obiekt traci (lub zyskuje) energię cieplną szybciej i na krótszym dystansie niż woda. Obiekty w wodzie są zatem trudniejsze do termicznego obrazowania niż obiekty w powietrzu.