由多個單元紅外探測器按一定規則排列而成的線列或面陣器件，有時也稱為多元陣列器件。多元探測器可由光電導探測器或光伏探測器組成，也可以由熱釋電型探測器組成，主要用於紅外成像系統。利用光刻、離子蝕刻等半導體工藝技術，可在組分均勻、結構完整的單片半導體材料上製成一維線列或二維面陣，或以其他幾何方式排列的多元探測器。也可以用鑲嵌的方式製成多元探測器。常用的多元探測器的形狀有6×8二維面陣、20元豎線列陣和16元橫線列陣。採用多元探測器的優點是:①提高成像系統的信噪比比。如采用n元探測器線列器件實行並掃，則成像系統的信噪比可比使用單元探測器提高
倍；②降低對探測器性能的要求。由於探測器元數增加而掃描一幅圖像的時間不變，像元在每個敏感元上的滯留時間可增加到單元器件的
n倍，從而使一些響應時間較長的探測器能得到應用；③降低成像系統的掃描速度，簡化掃描機構。當多元面陣器件的元數與像元數相等時（即“凝視”器件），成像系統可免去機械掃描機構。